锁紧机构及汽车的制作方法

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种锁紧机构及汽车。

背景技术：

随着中国汽车工业的发展，转向系统的设计越来越趋向于人性化，为了满足不同身高和驾驶习惯的人员的使用需求，提高车辆驾驶的舒适性，同时在一定程度上减少了驾驶过程中由于方向盘位置不适引起疲劳所引发的交通事故，故而实现方向盘的调节越来越成为时下汽车的标准配置。传统的调节方向盘转向管柱的锁紧机构采用弹簧片作为锁紧元件，但是为了避免应力松弛导致的失效，上述弹簧片的加工工艺程序较为复杂，成本高。

技术实现要素：

基于此，本发明在于克服现有技术锁紧机构的弹簧片加工工艺复杂，成本高的缺陷，提供一种锁紧机构及汽车。

其技术方案如下：

一种锁紧机构，包括：主锁紧组件，所述主锁紧组件包括转动配合的第一转动块和第二转动块，与所述第二转动块连接的第一锁紧齿片和第一手柄，与所述第一锁紧齿片配合的第二锁紧齿片，设于所述第一锁紧齿片和第二锁紧齿片的第一复位弹簧，以及穿设连接于所述第一转动块、第二转动块、第一锁紧齿片、第二锁紧齿片及第一复位弹簧上的第一销轴；所述第一转动块包括第一转向台以及设于所述第一转向台上的第一凸部，所述第二转动块包括第二转向台，设于所述第二转向台上且与所述第一凸部配合的镂空部，以及设于所述第二转向台上且与所述第一锁紧齿片配合的第二凸部，所述第二凸部设于所述第二转向台上远离所述第一转向块一侧，且所述第二凸部与所述第一手柄卡接配合；所述第一锁紧齿片上设有与所述第二凸部配合的第三凸部。

本技术方案的锁紧机构与转向管柱配合使用，将锁紧机构与转向管柱连接。本技术方案的锁紧机构采用复位弹簧作为锁紧元件之一，不仅工艺简单，无需额外定制，成本低廉，并且可靠性更高，利用率更高，结构紧凑，集成度更高。具体地，当在锁紧状态时，所述第一凸部与所述镂空部未配合完全，且所述第二凸部与所述第三凸部对接配合，从而使得第一复位弹簧被压缩，第一锁紧齿片被顶紧咬合于第二锁紧齿片上，完成锁紧。当需要解锁来调整转向管柱的位置时，转动第一手柄，从而带动与第一手柄连接的第二转动块转动，所述第二转动块的第二凸部脱离与第三凸部的对接，且由于复位弹簧的复位的张力作用，使得第一凸部完全插入镂空部中，第二凸部位于第三凸部相邻位置，即类似于穿插或嵌合的形式，此时复位弹簧将第一锁紧齿片和第二锁紧齿片分离，即解锁完成，可调整转向管柱的位置。当需再次锁紧时，只需反向转动第一手柄，使其回到锁紧时的位置关系即可。本技术方案通过第一凸部和镂空部，以及第二凸部和第三凸部的双重保险配合，加大了第一复位弹簧的复位张力以及复位行程，从而进一步保证了锁紧效果和解锁效果。

在其中一个实施例中，所述第一凸部包括第一凸台以及与所述第一凸台连接且设有坡度的第一滑台，所述第一滑台的最高点处与所述第一凸台对接；和/或所述第三凸部包括第三凸台以及与所述第三凸台连接且设有坡度的第三滑台，所述第三滑台的最高点处与所述第三凸台对接。

在其中一个实施例中，所述第一转向台和所述第二转向台均为圆形块，所述第一凸部和所述镂空部均为至少两个，且所述第一凸部和所述镂空部一一对应，所述第一凸部沿所述第一转向台的圆周方向均匀间隔设置，所述镂空部沿所述第二转向台的圆周方向均匀间隔设置。

在其中一个实施例中，还包括套设于所述第一销轴上且互相配合的第三锁紧齿片和第四锁紧齿片，以及设于所述第三锁紧齿片和所述第四锁紧齿片之间的第二复位弹簧；所述第三锁紧齿片以及第四锁紧齿片上咬合齿的排列方向，与所述第一锁紧齿片以及第二锁紧齿片上咬合齿的排列方向呈夹角设置。

在其中一个实施例中，还包括与所述第三锁紧齿片连接的第一溃缩吸能件。

在其中一个实施例中，所述第三锁紧齿片为矩形齿片，所述第一溃缩吸能件为“几”字型钢丝。

在其中一个实施例中，还包括与所述主锁紧组件连接的第一过渡支架，与所述主锁紧组件间隔设置的副锁紧组件，以及与所述副锁紧组件连接的第二过渡支架；所述第一过渡支架和所述第二过渡支架之间通过过渡部连接。

在其中一个实施例中，所述过渡部上设有管柱弹性片，所述管柱弹性片的张力方向与转向管柱的轴线方向互相垂直。

在其中一个实施例中，所述副锁紧组件包括第二手柄，辅助溃缩块，以及与所述辅助溃缩块连接的第二溃缩吸能件，所述第二手柄以及所述辅助溃缩块均通过第二销轴穿设连接。

本技术方案还提供一种汽车，所述汽车包括转向管柱以及如上述任一项所述的锁紧机构，所述锁紧机构与所述转向管柱配合。本技术方案的汽车采用上述锁紧机构，不仅工艺简单，无需额外定制，成本低廉，并且可靠性更高，利用率更高，结构紧凑，集成度更高。

附图说明

图1为本发明实施例所述的锁紧机构的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的锁紧机构的使用状态示意图；

图3为图1中主锁紧组件的爆炸示意图；

图4为本发明实施例所述的锁紧机构锁紧状态局部配合示意图；

图5为图4中解锁状态局部配合示意图；

图6为图4中第一转动块的结构示意图；

图7为图4中第二转动块的结构示意图；

图8为图4中第一锁紧齿片的结构示意图；

图9为图3中第一溃缩吸能件的结构示意图；

图10为图1中副锁紧组件的爆炸示意图；

图11为图1中第二溃缩吸能件的结构示意图。

附图标记说明：

100、主锁紧组件；10、第一转动块；11、第一转向台；12、第一凸部；121、第一凸台；122、第一滑台；20、第二转动块；21、第二转向台；22、镂空部；23、第二凸部；30、第一锁紧齿片；31、第三凸部；311、第三凸台；312、第三滑台；40、第二锁紧齿片；50、第一手柄；60、第一复位弹簧；70、第一销轴；80、第三锁紧齿片；81、第一溃缩吸能件；811、摩擦配合段；812、穿设段；813、弧形段；82、第一垫片；90、第四锁紧齿片；91、第二复位弹簧；200、第一过渡支架；300、副锁紧组件；310、第二手柄；320、辅助溃缩块；330、第二溃缩吸能件；331、辅助配合段；332、连接段；340、第二销轴；350、第三转动块；360、第四转动块；370、第二垫片；400、第二过渡支架；500、过渡部；510、管柱弹性片；600、转向管柱。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1-图5所示的一种锁紧机构，包括：主锁紧组件100，所述主锁紧组件100包括转动配合的第一转动块10和第二转动块20，与所述第二转动块20连接的第一锁紧齿片30和第一手柄50，与所述第一锁紧齿片30配合的第二锁紧齿片40，设于所述第一锁紧齿片30和第二锁紧齿片40的第一复位弹簧60，以及穿设连接于所述第一转动块10、第二转动块20、第一锁紧齿片30、第二锁紧齿片40及第一复位弹簧60上的第一销轴70；所述第一转动块10包括第一转向台11以及设于所述第一转向台11上的第一凸部12，所述第二转动块20包括第二转向台21，设于所述第二转向台21上且与所述第一凸部12配合的镂空部22，以及设于所述第二转向台21上且与所述第一锁紧齿片30配合的第二凸部23，所述第二凸部23设于所述第二转向台21上远离所述第一转向块一侧，且所述第二凸部23与所述第一手柄50卡接配合；所述第一锁紧齿片30上设有与所述第二凸部23配合的第三凸部31。即所述第一锁紧齿片30与所述第一转动块10分别位于所述第二转动块20的两相对侧，又由于上述元件均整合装配于第一销轴70上，故可通过第一转动块10、第二转动块20之间的配合，以及第二转动块20与第一锁紧齿片30之间的配合，调整第一锁紧齿片30与第二锁紧齿片40之间的咬合锁紧关系。

本实施方式的锁紧机构与转向管柱600配合使用，将锁紧机构与转向管柱600连接。本技术方案的锁紧机构采用复位弹簧作为锁紧元件之一，不仅工艺简单，无需额外定制，成本低廉，并且可靠性更高，利用率更高，结构紧凑，集成度更高。具体地，当在锁紧状态时，所述第一凸部12与所述镂空部22未配合完全，且所述第二凸部23与所述第三凸部31对接配合，从而使得第一复位弹簧60被压缩，第一锁紧齿片30被顶紧咬合于第二锁紧齿片40上，完成锁紧。当需要解锁来调整转向管柱600的位置时，转动第一手柄50，从而带动与第一手柄50连接的第二转动块20转动，所述第二转动块20的第二凸部23脱离与第三凸部31的对接，且由于复位弹簧的复位的张力作用，使得第一凸部12完全插入镂空部22中，第二凸部23位于第三凸部31相邻位置，即类似于穿插或嵌合的形式，此时复位弹簧将第一锁紧齿片30和第二锁紧齿片40分离，即解锁完成，可调整转向管柱600的位置。当需再次锁紧时，只需反向转动第一手柄50，使其回到锁紧时的位置关系即可。本实施方式通过第一凸部12和镂空部22，以及第二凸部23和第三凸部31的双重保险配合，加大了第一复位弹簧60的复位张力以及复位行程，从而进一步保证了锁紧效果和解锁效果。

如图6-图8所示，本实施方式所述第一凸部12包括第一凸台121以及与所述第一凸台121连接且设有坡度的第一滑台122，所述第一滑台122的最高点处与所述第一凸部121对接，且所述第一滑台122的最低点处与第一转向台11对接。当锁紧机构处于锁紧状态时，所述第一滑台122未插入镂空部22中，且第一凸台121和第一滑台122的连接处作为锁紧状态时的限位部，与镂空部22的边缘配合作为极限位置，避免从解锁转态转至锁紧状态时第一手柄50转动不到位或转动过位。此时第一转动块10与第二转动块20二者的总体宽度达到最大，从而为第一复位弹簧60提供压缩力，使第一锁紧齿片30和第二锁紧齿片40咬合锁紧。当需要解锁时，转动第一手柄50，使第一凸部12完全穿插于镂空部22中，此时第一转动块10与第二转动块20二者的总体宽度达到最小，从而为第一复位弹簧60复位进行让位，使第一锁紧齿片30和第二锁紧齿片40脱离，完成解锁。由于第一滑台122具有坡度，从而第一滑台122与第二转向台20壁面之间在转动时的配合可为第一凸部12完全与镂空部22穿插提供过渡导向作用，避免解锁或锁紧时的冲击力过大而造成锁紧机构振动，影响使用体验和使用寿命。

同理，所述第三凸部31与所述第一凸部12的结构和原理相同，所述第三凸部31包括第三凸台311以及与所述第三凸台311连接且设有坡度的第三滑台312，所述第三滑台312的最高点处与所述第三凸台311对接。

本实施方式所述第一转向台11和所述第二转向台21均为圆形块，且所述第一凸部12和所述镂空部22均为至少两个，且所述第一凸部12和所述镂空部22一一对应，所述第一凸部12沿所述第一转向台11的圆周方向均匀间隔设置，所述镂空部22沿所述第二转向台21的圆周方向均匀间隔设置。本实施方式所述镂空部22和所述第一凸部12的数量均为三个，且所述镂空部22呈扇面形，所述第一凸部12的截面形状与所述镂空部22的形状匹配，并且所述镂空部22的弧长与所述第一凸部12的弧长匹配，从而当解锁状态时，所述镂空部22的边缘对所述第一凸部12具有限位作用，避免第一手柄50转动不到位或转动过位。

为了达到转向管柱600的四向调节，加强本实施方式的集成效果，本实施方式还包括套设于所述第一销轴70上且互相配合的第三锁紧齿片80和第四锁紧齿片90，以及设于所述第三锁紧齿片80和所述第四锁紧齿片90之间的第二复位弹簧91；所述第三锁紧齿片80以及第四锁紧齿片90上咬合齿的排列方向，与所述第一锁紧齿片30以及第二锁紧齿片40上咬合齿的排列方向呈夹角设置。即第一锁紧齿片30、第二锁紧齿片40二者对转向管柱600的调节方向，与第三锁紧齿片80、第四锁紧齿片90二者对转向管柱600的调节方向呈夹角设置，从而第三锁紧齿片80以及第四锁紧齿片90的调节方向，与第一锁紧齿片30以及第二锁紧齿片40的调节方向不同，实现转向管柱600上下前后四向调节，集成度更高，更能满足驾驶者的需求。

具体地，本实施方式所述第一锁紧齿片30和第二锁紧齿片40用于调节转向管柱600的上下位置，所述第三锁紧齿片80和第四锁紧齿片90则用于调节转向管柱600的前后位置。并且，所述第一锁紧齿片30、第二锁紧齿片40、第三锁紧齿片80以及第四锁紧齿片90上的咬合齿的数量均为多个，从而保证调节范围，使其能够满足更多驾驶者的需求。

由于本实施方式所述第三锁紧齿片80和第四锁紧齿片90用于转向管柱600的前后位置调节，故为了提高本实施方式的集成度，本实施方式还包括与所述第三锁紧齿片80连接的第一溃缩吸能件81，从而所述第三锁紧齿片80同时兼具溃缩块的作用，当汽车发生撞击时，第三锁紧齿片80与第一溃缩吸能件81配合实现溃缩，保障驾驶者的行车安全。

如图3结合图9所示，所述第三锁紧齿片80为矩形齿片，咬合齿设于所述矩形齿片的侧壁，所述第一溃缩吸能件81为“几”字型钢丝，所述“几”字型钢丝则绕所述第三锁紧齿片80的外周设置。所述第一溃缩吸能件81包括摩擦配合段811、穿设段812以及弧形段813；所述摩擦配合段811设于所述第三锁紧齿片80与转向管柱600的外壳之间，所述穿设段812穿设于所述外壳上，所述摩擦配合段811与所述穿设段812通过所述弧形段813连接。并且，所述弧形段813位于转向管柱600的溃缩方向上。

本实施方式在使用时，将外壳和第三锁紧齿片80与转向管柱支架连接，且将转向管柱支架固定在仪表板横梁上，从而间接固定了外壳和第三锁紧齿片80。当发生碰撞后，车辆减速度极大，在惯性作用下，驾驶员会继续向前快速冲击，碰撞方向盘，方向盘受到人体冲击后，会推动与转向管柱600连接的外壳沿轴线向下移动，即溃缩方向沿轴线向下，而转向管柱支架固定在仪表板横梁上不发生位移，此时第三锁紧齿片80与转向管柱支架保持相对静止，即第三锁紧齿片80、第一溃缩吸能件81沿所述外壳发生相对运动；又由于所述摩擦配合段811设于所述第三锁紧齿片80与所述外壳之间，故而发生的相对运动在三者之间产生的摩擦力实现一部分溃缩吸能；并且，由于穿设段812通过弧形段813与摩擦配合段811连接，故而当外壳朝着溃缩方向移动时，外壳在溃缩方向上推动弧形段813产生拉伸形变，进一步实现溃缩吸能。本实施方式在整个溃缩过程中，利用相对摩擦及拉伸形变实现溃缩吸能，溃缩时不产生多余的运动，且除去第一溃缩吸能件81外，其他部位不发生失效形变，也无断裂发生，溃缩力波动范围小，产品一致性高，集成度好。

如图10-图11所示，本实施方式还包括与所述主锁紧组件100连接的第一过渡支架200，与所述主锁紧组件100间隔设置的副锁紧组件300，以及与所述副锁紧组件300连接的第二过渡支架400；所述第一过渡支架200和所述第二过渡支架400之间通过过渡部500连接。所述第一过渡支架200和所述第二过渡支架400为所述转向管柱支架的部分或整体，用于与仪表板横梁固定连接。转向管柱600位于主锁紧组件100和副锁紧组件300之间，所述副锁紧组件300与所述主锁紧组件100配合，对转向管柱600进行限位固定，并辅助转向管柱600的调节。本实施方式通过第一过渡支架200和第二过渡支架400分体式支架的设置方式，既能满足安装于仪表板横梁的要求，且结构简单，可实现轻量化设计。

本实施方式所述第二锁紧齿片40与第一过渡支架200固定连接，且所述第二锁紧齿片40与所述第三锁紧齿片80分别位于所述第一过渡支架200的两侧，当需调节转向管柱600的位置时，所述第一锁紧齿片30、第三锁紧齿片80以及第四锁紧齿片90可相对第一过渡支架200运动，并带动转向管柱600移动或转动，完成四向调节。

本实施方式还包括设于所述第三锁紧齿片80和第一过渡支架200之间的第一垫片82，所述第一垫片82对第三锁紧齿片80与第一过渡支架200中间的摩擦起到缓冲作用，同时可使二者的连接更加可靠。

本实施方式所述过渡部500位于主锁紧组件100和副锁紧组件300之间，且与转向管柱600位置匹配，且所述过渡部500上设有对转向管柱600提供一定支撑的管柱弹性片510。所述管柱弹性片510一端与过渡部500连接，另一端滑动抵触于转向管柱600的外壳上，且所述管柱弹性片510的张力方向与所述转向管柱600的轴线方向互相垂直。当本实施方式的锁紧机构处于解锁状态时，所述管柱弹性片510可使与转向管柱600连接的方向盘具有一定保持力，避免解锁状态时方向盘掉落。

本实施方式所述副锁紧组件300包括第二手柄310，辅助溃缩块320，以及与所述辅助溃缩块320连接的第二溃缩吸能件330，所述第二手柄310以及所述辅助溃缩块320均通过第二销轴340穿设连接。所述第二手柄310与所述第一手柄50连接，故当转动第一手柄50即可带动第二手柄310转动。

所述辅助溃缩块320与第二溃缩吸能件330共同配合，辅助溃缩吸能。所述第二溃缩吸能件330至少包括设于所述辅助溃缩块320和所述转向管柱600外壳之间的辅助配合段331，即所述辅助配合段331与摩擦配合段811的作用和结构相同，起到限位导向并吸能的作用。

与第一垫片82的结构和原理相似，本实施方式还包括设于所述辅助溃缩块320和所述第二过渡支架400中间的第二垫片370。

本实施方式所述第二溃缩吸能件330为“匚”字型钢丝。从而所述第二溃缩吸能件330包括两段互相平行设置的辅助配合段331，两段所述辅助配合段331分别位于辅助溃缩块320的两相对侧，且两段所述辅助配合段331的端部通过连接段332连接。所述第二溃缩吸能件330围绕所述辅助溃缩块320的外周设置，且所述连接段332紧贴所述辅助溃缩块320的一侧短边设置，所述连接段332所在侧为与溃缩方向相反的方向，从而在溃缩滑移过程中，辅助溃缩块320对所述第二溃缩吸能件330也起到限位作用。

本实施方式所述副锁紧组件300还包括第三转动块350和第四转动块360，所述第三转动块350和第四转动块360的结构和配合关系与第一转动块10、第二转动块20相似，且所述第四转动块360与第二手柄310连接，从而当第二手柄310正向转动或反向转动时，可对转向管柱600提供压紧力或让位。

本实施方式还提供一种汽车，所述汽车包括转向管柱600以及如上述任一项所述的锁紧机构，所述锁紧机构与所述转向管柱600配合。本实施方式的汽车采用上述锁紧机构，不仅工艺简单，无需额外定制，成本低廉，并且可靠性更高，利用率更高，结构紧凑，集成度更高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。