专利名称：一种车用转向柱的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆转向领域，具体涉及一种车用转向柱。
背景技术：
目前车辆采用的转向柱产品，绝大多数为直接传动形式的结构，即驾驶员加在方 向盘上的转矩输入，经转向柱直接传递至转向器输出，输入端与输出端的传动比是1 1。 目前绝大多数的转向柱为上下可分离的结构，其除具有转向功能外，还具有车辆碰撞时保 护驾驶员的功能。在日常生活中，从汽车驾驶安全性方面考虑，驾驶员需要的车辆转向特性是在车 辆原地怠速或低速行驶转向时，希望车辆能够以灵敏为主，也就是在尽量少转动方向盘的 条件下完成期望的转向操作；在车辆高速行驶转向时，则不希望车辆太过灵敏，也就是希望 在相对转多转动方向盘的条件下完成期望的转向操作。车辆的转向特性可通过转向柱输入 输出转矩传动比来控制即汽车转向角度相同时，输出转矩小，需要较多的转动方向盘；输 出转矩大，则只需较少的转动方向盘。上面所说的常规转向柱由于只有一种输入输出转矩 传动比，无法同时满足这两种转向需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种车用转向柱，一方面满足汽车安全驾驶所 需的两种车辆转向需求，另一方面保持车辆碰撞时保护驾驶员的功能。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为所述的这种车用转向柱，包括管轴、转向轴、支架、齿轮传动机构、弹性支架、直接 传动轴、切换手柄。所述的管轴一分为二，分为上管轴及下管轴。所述的转向轴一分为二，分为上轴及下轴。支架用于固定管轴及转向轴，分为上支架及下支架。上轴安装在上管轴内，上管轴与上轴固定的一端固定在上支架上，下轴安装在下 管轴内，下管轴与下轴固定的一端固定在下支架上。下管轴的自由端与上管轴的自由端连接。作为本发明优选的方案，上管轴自由端 与下管轴自由端采用过盈配合的方式连接，下管轴自由端压入上管轴自由端内。上轴的自由端开有通孔，下轴的自由端开有通孔。齿轮传动机构用于变换转向柱的转矩传动比，传动比的大小可视具体情况调整。作为本发明优选的方案，齿轮传动机构的传动比为1 0.8。齿轮传动机构包括第一齿轮、第二齿轮及齿轮轴。第一齿轮及第二齿轮可选择圆 柱直齿轮。弹性支架分为第一弹性支架及第二弹性支架，用于固定齿轮轴。第一齿轮的主动轮固定在上轴的自由端，第一齿轮的从动轮固定在齿轮轴的一侧，第二齿轮的主动轮固定在齿轮轴的另一侧，第二齿轮的从动轮固定在下轴的自由端。齿轮轴通过第一弹性支架及第二弹性支架固定在上管轴及下管轴上。第一弹性支 架焊接在上管轴上，第二弹性支架焊接在下管轴上。直接传动轴用于连接所述车用转向柱的上轴及下轴，传输转矩。直接传动轴的两 端与上轴及下轴自由端连接，直接传动轴的两端伸入上轴及下轴自由端的通孔内。作为本发明优选的方案，直接传动轴与上轴及下轴通过花键连接，上轴及下轴的 通孔内具有对应的键槽，直接传动轴的两端具有对应的键槽。 切换手柄用于控制直接传动轴的位置，实现所述的车用转向柱两种转矩传动比的 切换。切换手柄安装在直接传动轴上，所述的上管轴的一侧开有槽孔，切换手柄的手柄 端从槽孔穿出。本发明的优点在于1、在传统车用转向柱上增加齿轮传动机构、直接传动轴及切换手柄，通过简单操 作，满足车辆安全驾驶所需要的两种转向特性，本发明结构简单、操作方便，能够满足车辆 安全性驾驶的需求。2、通过将转向柱做成上下分离的方式，提供车辆碰撞时保护驾驶员的功能，本发 明满足安全性及人性化要求，本发明具有实用价值。
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明图1为所述车用转向柱第一工作状态结构示意图；图2为所述车用转向柱第二工作状态结构示意图；图3为车辆碰撞时所述车用转向柱功能示意图；上述图中的标记均为1、上支架，2、上轴、3、第一弹性支架，4、上管轴，5、第一齿轮，6、齿轮轴，7、第二齿 轮，8、下轴管，9、第二弹性支架，10、下轴，11、下支架，12、直接传动轴，13、切换手柄。
具体实施例方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式
如所涉及的各构 件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理及操作使 用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的构思、技术方案有更完 整、准确和深入的理解。如图1所示的车用转向柱，包括上支架1、上轴2、第一弹性支架3、上管轴4、第一 齿轮5、齿轮轴6、第二齿轮7、下轴管8、第二弹性支架9、下轴10、下支架11、直接传动轴12、 切换手柄13。上轴2安装在上管轴4内，上管轴4与上轴2固定的一端固定在上支架1上，下轴 10安装在下管轴8内，下管轴8与下轴10固定的一端固定在下支架11上。上管轴4的自由端与下轴管8的自由端过盈配合，上管轴4压入下管轴8内。上轴2的自由端开有通孔，下轴10的自由端开有通孔。
直接传动轴12的一端伸入上轴2的通孔内，直接传动轴12的另一端伸入下轴10 的通孔内。直接传动轴12与上轴2及下轴10通过花键连接。上轴2及下轴10的通孔内有 对应的键槽，直接传动轴12的两端有对应的键槽。第一齿轮5及第二齿轮7为圆柱直齿轮。第一齿轮5的主动轮固定在上轴2的自由端，第一齿轮5的从动轮固定在齿轮轴 6的一侧，第二齿轮7的主动轮固定在齿轮轴6的另一侧，第二齿轮7的从动轮固定在下轴 10的自由端。齿轮轴6通过第一弹性支架3及第二弹性支架9固定在上管轴4及下管轴8上。 第一弹性支架3焊接在上管轴4上，第二弹性支架9焊接在下管轴8上。切换手柄13安装在直接传动轴12上。所述的上管轴4的一侧开有槽孔，切换手柄13的手柄端从槽孔穿出。本发明的工作原理为所述的车用转向柱具有两个工作状态，能够满足车辆安全 驾驶所需的转向特性。具体为如图1所示的转向柱第一工作状态切换手柄13在原始位置，直接传动轴12与上 轴2及下轴10连接，输入转矩通过上轴2、直接传动轴12及下轴10，由输出端输出，输入输 出转矩传动比为1 1，对应车辆在高速驾驶时的转向需求。如图2所示的转向柱第二工作状态移动切换手柄13，直接传动轴12与下轴10的 连接断开，输入转矩通过上轴2、齿轮轴3及下轴10，由输出端输出，输入输出转矩传动比为 齿轮传动比，选取齿轮传动比为1 0.8，对应车辆在原地怠速或低速驾驶时的转向需求。如图3所示的车辆碰撞时所述车用转向柱功能示意图，当车辆发生碰撞时，上支 架1在力的作用下被剪断，上轴2及上管轴4向下移动，第一弹性支架3被剪断，第一齿轮 5的啮合断开，上轴2及上管轴4继续向下移动，为驾驶员提供所需的碰撞保护距离。上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式 的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改 进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种车用转向柱，包括上支架(1)、下支架(11)、上轴(2)、下轴(10)、上管轴(4)、下管轴(8)，上轴(2)安装在上管轴(4)内，上管轴(4)与上轴(2)固定的一端安装在上支架(1)上，下轴(10)安装在下管轴(8)内，下管轴(8)与下轴(10)固定的一端安装在下支架(11)上，下管轴(8)的自由端与上管轴(4)的自由端连接，其特征在于其还包括直接传动轴(12)、切换手柄(13)、齿轮传动机构、第一弹性支架(3)及第二弹性支架(9)；所述的切换手柄(13)安装在直接传动轴(12)上；所述的上轴(2)及下轴(10)的自由端开有通孔，直接传动轴(12)的两端分别与上轴(2)及下轴(10)的自由端连接，所述的上管轴(4)的一侧开有槽孔，切换手柄(13)从槽孔穿出；所述的齿轮传动机构包括第一齿轮(5)、第二齿轮(7)及齿轮轴(6)；第一齿轮(5)的主动轮固定在上轴(2)的自由端，第一齿轮(5)的从动轮固定在齿轮轴(6)的一侧上，第二齿轮(7)的从动轮固定在下管轴(8)的自由端，第二齿轮(7)的主动轮固定在齿轮轴(6)的另一侧上；齿轮轴(6)通过第一弹性支架(3)及第二弹性支架(9)固定在上管轴(4)及下管轴(8)上。
2.按照权利要求1所述的车用转向柱，其特征在于直接传动轴(12)的两端伸入上轴(2)及下轴(10)的通孔内，直接传动轴(12)与上轴(2)及下轴(10)通过花键连接。
3.按照权利要求1或2所述的车用转向柱，其特征在于第一弹性支架(3)与上管轴 (4)焊接，第二弹性支架(9)与下管轴(8)焊接。
4.按照权利要求3所述的车用转向柱，其特征在于下管轴(8)与上管轴(4)通过过 盈配合方式连接。
5.按照权利要求4所述的车用转向柱，其特征在于第一齿轮(5)与第二齿轮(7)的 传动比为1 0. 8。
6.按照权利要求5所述的车用转向柱，其特征在于第一齿轮(5)及第二齿轮(7)为 圆柱直齿轮。
全文摘要
本发明公开了一种车用转向柱，其在传统车用转向柱上，增加了齿轮传动机构、直接传动轴(12)及切换手柄(13)，通过齿轮传动机构改变输入输出转矩比，所述的车用转向柱具有常规传动比、变传动比两种工作状态，能够满足车辆高速及低速安全驾驶所需的转向需求。所述车用转向柱的两种工作状态通过切换手柄(13)来控制。所述的车用转向柱不仅能够满足车速不同安全驾驶所需的转向需求，同时保持了碰撞保护的设计，能够在车辆碰撞时为驾驶员提供安全保护。本发明结构简单，操作方便，能够满足车辆安全性及人性化要求。
文档编号B62D1/16GK101973306SQ20101050013
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者岳伯陶, 高家兵 申请人:奇瑞汽车股份有限公司