转向管柱、转向操纵机构、转向系统和车辆的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种转向管柱，该转向管柱包括设置在转向芯轴（3）外周的护管架（2）和与车身固定的支架总成（1），该支架总成（1）沿所述转向管柱的轴向延伸，并且该支架总成（1）的一端靠近所述转向芯轴（3）的转向器连接端并铰接安装在所述护管架（2）上，另一端可相对摆动地安装在所述护管架（2）上，以调节所述支架总成（1）与所述转向芯轴（3）之间的角度。另外，本发明公开了一种包括上述转向管柱的转向操纵机构，包括该转向操纵机构的转向系统以包括该转向系统的车辆。本发明的转向管柱通过设置既能够固定转向芯轴又能够调节转向芯轴位置的支架总成，从而可以提高转向管柱的通用性，以适用于多种车型。
【专利说明】转向管柱、转向操纵机构、转向系统和车辆
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及车辆领域，具体地，涉及一种转向管柱、转向操纵机构、转向系统和车辆。
【背景技术】
[0002]众所周知，在车辆中，方向盘安装在转向芯轴上，并且在转向芯轴上安装转向管柱，以对转向芯轴进行固定。为了适应不同的驾驶操作位置，车辆中的方向盘是可调节的，即转向芯轴的位置需要可调节。另外，出于安全考虑，还需要在转向管柱上设置溃缩吸能结构。
[0003]在现有的转向操纵机构中，设置在转向管柱上的固定结构、调节结构、溃缩吸能结构等通常是独立设计开发，但是这些结构独立设计不能很好地适用于各种车型，即为了适应不同的安装位置，对于不同的车型，需要开发不同形状或尺寸的调节结构、溃缩吸能结构、固定结构等，这种情况必然导致车辆的生产成本显著增加。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种转向管柱，该转向管柱具有较高的通用性。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供一种转向管柱，该转向管柱包括设置在转向芯轴外周的护管架和与车身固定的支架总成，该支架总成沿所述转向管柱的轴向延伸，并且该支架总成的一端靠近所述转向芯轴的转向器连接端并铰接安装在所述护管架上，另一端可相对摆动地安装在所述护管架上，以调节所述支架总成与所述转向芯轴之间的角度。
[0006]优选地，所述支架总成一端的转动轴线与所述转向芯轴的轴线垂直相交。
[0007]优选地，所述护管架包括设置在转向芯轴外周的外护管和转动架，所述支架总成包括相互连接的第一支架和第二支架，所述第一支架用于与车身固定，所述第二支架能够相对于所述第一支架沿轴向滑动，所述第一支架可相对转动地安装在所述转动架上，所述第二支架可相对摆动地安装在所述外护管上。
[0008]优选地，所述第一支架包括一体形成的架体和位于该架体两侧的连接支耳，所述架体沿所述转向管柱的轴线延伸，所述连接支耳垂直于所述架体，并且所述连接支耳铰接在所述转动架上。
[0009]优选地，所述第一支架的四个角部上形成有用于将所述第一支架固定到车身的仪表板横梁上的第一安装孔。
[0010]优选地，所述第二支架包括一体形成的顶板和位于该顶板两侧的侧臂，所述顶板沿所述转向管柱的轴线延伸，所述侧臂垂直于所述顶板，并且所述侧臂可相对摆动地安装在所述外护管上。
[0011]优选地，所述外护管上形成有调节槽，该调节槽沿所述转向管柱的轴向延伸，所述侧臂上形成有弧形长孔，该弧形长孔沿所述转向管柱的径向延伸，并且在所述调节槽和所述弧形长孔中设置有摆动销。[0012]优选地，所述第二支架上安装有第一弹性件，所述摆动销穿过所述弧形长孔后由所述第一弹性件支撑。
[0013]优选地，所述第二支架上安装有安装件，该安装件上形成有用于将所述第二支架固定到车身的仪表板横梁上的第二安装孔，所述第二支架能够相对于所述安装件滑动，并且所述安装件上设置有防止所述第二支架与所述安装件脱离的第二弹性件。
[0014]优选地，所述第一支架上形成有溃缩导向槽，该溃缩导向槽沿所述转向管柱的轴向延伸，该溃缩导向槽内设置有导向板，该导向板能够在所述溃缩导向槽中滑动，所述第二支架通过该导向板与所述第一支架连接。
[0015]本发明的另一目的是提供一种转向操纵机构，该转向操纵机构具有较低的开发成本以及简化的装配过程。
[0016]为了实现上述另一目的，本发明提供一种转向操纵机构，该转向操纵机构包括以上所述的转向管柱。
[0017]本发明的再一目的是提供一种转向系统，该转向系统具有较低的开发成本以及简化的装配过程。
[0018]为了实现上述再一目的，本发明提供一种包括上述转向操纵机构的转向系统，所述转向操纵机构包括以上所述的转向管柱。
[0019]本发明的还一目的是提供一种车辆，该车辆具有较低的生产成本。
[0020]为了实现上述还一目的，本发明提供一种包括上述转向系统的车辆，在所述转向系统中，所述转向操纵机构的所述转向管柱通过支架总成与车身固定。
[0021]由上所述，本发明的转向管柱通过设置既能够固定转向芯轴又能够调节转向芯轴位置的支架总成，从而可以提高转向管柱的通用性，以适用于多种车型。而采用该转向管柱的转向操纵机构、包括该转向操纵机构的转向系统以及包括该转向系统的车辆均相应地具有较低的生产成本。
[0022]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0024]图1是本发明的转向管柱的结构示意图；
[0025]图2是本发明的转向管柱沿轴向截取的剖视图；
[0026]图3是本发明的转向管柱的俯视示意图；
[0027]图4是本发明的转向管柱的支架总成的分解示意图。
[0028]附图标记说明
[0029]I 支架总成2 护管架
[0030]3 转向芯轴4 轴承
[0031]11 第一支架12 第二支架
[0032]13 导向板14 固定板
[0033]15 安装件16 第一弹性件
[0034]17 第二弹性件 21 外护管[0035]22转动架111架体
[0036]112连接支耳113第一安装孔
[0037]114溃缩导向槽121顶板
[0038]122侧臂123弧形长孔
[0039]151第二安装孔211摆动销
[0040]212调节槽
【具体实施方式】
[0041]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0042]在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指附图中的上、下、左、右。
[0043]参见图1至图4，本发明涉及一种转向管柱，该转向管柱包括设置在转向芯轴3外周的护管架2。其中，护管架2用于将转向芯轴3与车身固定。转向芯轴3的两端分别用于安装方向盘和连接转向器，即转向芯轴3包括方向盘安装端和转向器连接端。如图2所示，转向芯轴3包括两个通过花键连接的芯轴(未标示)，右侧芯轴的右端用于安装方向盘，左侧芯轴的左端用于连接转向器。护管架2与转向芯轴3之间通过轴承4安装，以在转向时，转向芯轴3能够在护管架2中旋转。
[0044]为了使本发明的转向管柱的通用程度更高，以适用于多种车型，本发明的转向管柱包括有与车身固定的支架总成1，该支架总成I沿转向管柱的轴向延伸，并且该支架总成I的一端靠近转向芯轴3的转向器连接端并铰接安装在护管架2上，另一端可相对摆动地安装在护管架2上，以调节支架总成I与转向芯轴3之间的角度。由上述结构可以看出，支架总成I与车身固定，同时支架总成I安装在护管架2上，即可以理解为转向芯轴3通过支架总成I进行固定。由于支架总成I的一端铰接，另一端可相对护管架2摆动，因而在实际调节操作中(方向盘的位置调节过程中)，护管架2将由转向芯轴3带动而一起相对于固定在车身上的支架总成I而进行摆动。而且转向芯轴3的摆动过程中，转向芯轴3的转向器连接端将作为摆动支点，支架总成I的铰接安装的一端靠近转向芯轴3的转向器连接端，可以使支架总成I与转向芯轴3之间可以获得更多的调节空间。因此，在本发明的转向管柱中，支架总成I同时起到固定转向芯轴3以及调节转向芯轴3的位置的作用，这与现有技术中包括两个独立开发的固定结构和调节结构的转向管柱相比，提高了转向管柱的通用性。
[0045]在优选的实施方式中，支架总成I的用于铰接的一端的转动轴线与转向芯轴3的轴线垂直相交。如前所述，转向芯轴3的转向器连接端将作为摆动支点，因此，通过上述对支架总成I的铰接位置的设置，使得转向芯轴3调节到任何位置，铰接处的旋转轴线始终与转向芯轴3的轴线垂直相交，这在转向芯轴3旋转以进行转向时可以尽可能地降低转向管柱的力矩波动，使得转向操纵更加平稳。
[0046]可以理解，所述护管架2可以包括多种结构，例如，护管架2可以是设置在转向芯轴3整个轴向长度上的单一护管。在本实施方式中，护管架2包括分别通过轴承4设置在转向芯轴3外周的护管21和转动架22。同时，支架总成I包括相互连接的第一支架11和第二支架12，第一支架11用于与车身固定，第二支架12能够相对于第一支架11沿轴向滑动，第一支架11可相对转动地安装在转动架22上，并且第二支架12可相对摆动地安装在外护管21上。其中，第二支架12能够相对于第一支架11沿轴向滑动，用以形成溃缩结构，该溃缩结构将在下文中详细描述。此外，从图4还可以看出，第一支架11和第二支架12上分别形成有加强筋结构，以分别提高各自的刚度，而且为了减重，第一支架11和第二支架12还可以形成一些减重槽或减重孔，从而减少转向芯轴3在转向时的振动，提高行车安全性。
[0047]参见图3和图4，第一支架11的具体结构为包括一体形成的架体111和位于该架体111两侧的连接支耳112，架体111沿转向管柱的轴线延伸，连接支耳112垂直于架体111，并且连接支耳112铰接在转动架22上。如图1所示，可以通过在连接支耳112和转动架22上形成销孔，并且在销孔中安装插销以形成铰接结构。此外，如前所示，第一支架11与车身固定。参见图3，固定结构为第一支架11的四个角部上形成有用于将第一支架11固定到车身第一安装孔113，具体地说，第一支架11的四个角部通过螺栓等紧固件与仪表板横梁固定连接。而且，为便于连接，第一支架11的架体111呈平面延伸。
[0048]对于第二支架12的结构，请参见图1、图2和图4，第二支架12包括一体形成的顶板121和位于该顶板121两侧的侧臂122，顶板121沿转向管柱的轴线延伸，侧臂122垂直于顶板121，并且侧臂122可相对摆动地安装在外护管21上。其中，由于外护管21将相对于第二支架12摆动，为防止干涉，通常使第二支架12的顶板121形成拱形。
[0049]进一步地，参见图2和图4，外护管21上形成有调节槽212，该调节槽212沿转向管柱的轴向延伸，同时，侧臂122上形成有弧形长孔123，该弧形长孔123沿转向管柱的径向延伸，并且在调节槽212和弧形长孔123中设置有摆动销211。根据该结构，当进行调节操作(调节方向盘的位置)时，转动芯轴3和护管21相对于第二支架12进行摆动，摆动销211将在调节槽212和弧形长孔123中滑动，从而实现摆动动作。
[0050]当调节操作完成后，需要相应固定摆动销211的位置，为此，在第二支架12上还安装有第一弹性件16，并且所述摆动销211穿过弧形长孔123后由第一弹性件16支撑。在本实施方式中，第一弹性件16为螺旋弹簧，通过预设螺旋弹簧的预紧力，而可以将摆动销211支撑在弧形长孔123中的多个位置上。需要说明的是，第一弹性件16不限于螺旋弹簧，也可以其他弹性部件，例如弹簧片等。
[0051]此外，由于转动芯轴3能够相对于第二支架12摆动，因此，需要将第二支架12固定，同时为形成溃缩结构，又需要第二支架12能够相对于第一支架11沿轴向滑动，为此，参见图1和图2，第二支架12上安装有安装件15，在安装件15上形成有用于将第二支架12固定到车身的仪表板横梁上的第二安装孔151，同时，第二支架12能够相对于安装件15滑动，以实现第二支架12的固定和移动。
[0052]参见图3，优选使两个第二支架12上的安装件15的第二安装孔151位于图示中第一支架11右端的两个第一安装孔113同轴，以将第一支架11和第二支架12同时固定到仪表板横梁上。并且，安装件15上还设置有防止第二支架12与安装件15脱离的第二弹性件17。在图中所示的【具体实施方式】中，第二弹性件17为螺旋弹簧，并且该螺旋弹簧伸出一钩部(未标示)，以在穿过第二支架12上形成的槽口后钩住第二支架12。这样，在第二支架12在相对于安装件15滑动的过程中，始终受到第二弹性件17的限制，防止第二支架12与安装件15脱离而处于非固定于车身的状态。
[0053]对于第二支架12可以相对于第一支架11滑动的溃缩结构可以包括多种形成。参见图3和图4所示的【具体实施方式】，第一支架11上形成有溃缩导向槽114，该溃缩导向槽114沿转向管柱的轴向延伸，在溃缩导向槽114内设置有导向板13，该导向板13能够在溃缩导向槽114中滑动，第二支架12通过该导向板13与第一支架11连接。进一步地，第二支架12上设置有固定板14，上下布置的导向板13和固定板14通过紧固件(例如固定销)而将第一支架11和第二支架12相互连接，使得第二支架12位于第一支架11的下侧，并且具有较高的连接刚度。其中，为便于安装等，所述导向板13可以包括两个导向板。
[0054]在设置上述溃缩结构的情况下，当车辆发生碰撞(转向芯轴3上的方向盘受力)时，第二支架12将在外护管21的带动下相对于第一支架11滑动，该滑动通过导向板13在溃缩导向槽的滑动实现，从而完成溃缩吸能过程，实现安全保护。
[0055]由上可以看出，本发明的支架总成I同时实现了固定、调节和溃缩吸能的作用。通过集成上述第一支架11和第二支架12，并在第一支架11和第二支架12之间形成溃缩结构，进一步提高了转向管柱的通用性，使得本发明的转向管柱可以适用于更多的车型。
[0056]基于上述的转向管柱，本发明可以涉及一种包括上述转向管柱的转向操纵机构以及包括该转向操作机构的转向系统。
[0057]另外，本发明还可以涉及一种车辆，该车辆包括上述转向系统，在该转向系统中，转向操纵机构的转向管柱通过支架总成I与车身固定，更具体地，与仪表板横梁固定连接。
[0058]由于使用了上述通用性更高的转向管柱，可以节省转向操纵机构乃至转向系统的开发成本，简化装配过程。相应地，可以降低车辆的生产成本。
[0059]以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0060]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0061]此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【权利要求】
1.一种转向管柱，其特征在于，所述转向管柱包括设置在转向芯轴(3)外周的护管架(2)和与车身固定的支架总成(I)，该支架总成(I)沿所述转向管柱的轴向延伸，并且该支架总成(I)的一端靠近所述转向芯轴(3 )的转向器连接端并铰接安装在所述护管架(2 )上，另一端可相对摆动地安装在所述护管架(2)上，以调节所述支架总成(I)与所述转向芯轴(3)之间的角度。
2.根据权利要求1所述的转向管柱，其特征在于，所述支架总成(I)一端的转动轴线与所述转向芯轴(3)的轴线垂直相交。
3.根据权利要求1或2所述的转向管柱，其特征在于，所述护管架(2)包括设置在转向芯轴(3 )外周的外护管(21)和转动架(22 )，所述支架总成(I)包括相互连接的第一支架(11)和第二支架(12)，所述第一支架(11)用于与车身固定，所述第二支架(12)能够相对于所述第一支架(11)沿轴向滑动，所述第一支架(11)可相对转动地安装在所述转动架(22 )上，所述第二支架(12)可相对摆动地安装在所述外护管(21)上。
4.根据权利要求3所述的转向管柱，其特征在于，所述第一支架(11)包括一体形成的架体(111)和位于该架体(111)两侧的连接支耳(112)，所述架体(111)沿所述转向管柱的轴线延伸，所述连接支耳(112)垂直于所述架体(111)，并且所述连接支耳(112)铰接在所述转动架(22)上。
5.根据权利要求3所述的转向管柱，其特征在于，所述第一支架(11)的四个角部上形成有用于将所述第一支架(11)固定到车身的仪表板横梁上的第一安装孔(113)。
6.根据权利要求3所述的转向管柱，其特征在于，所述第二支架(12)包括一体形成的顶板(121)和位于该顶板(121)两侧的侧臂(122)，所述顶板(121)沿所述转向管柱的轴线延伸，所述侧臂(122)垂直于所述顶板(121 )，并且所述侧臂(122)可相对摆动地安装在所述外护管(21)上。
7.根据权利要求6所述的转向管柱，其特征在于，所述外护管(21)上形成有调节槽(212)，该调节槽(212)沿所述转向管柱的轴向延伸，所述侧臂(122)上形成有弧形长孔(123)，该弧形长孔(123)沿所述转向管柱的径向延伸，并且在所述调节槽(212)和所述弧形长孔(123 )中设置有摆动销(211)。
8.根据权利要求7所述的转向管柱，其特征在于，所述第二支架(12)上安装有第一弹性件(16)，所述摆动销(211)穿过所述弧形长孔(123)后由所述第一弹性件(16)支撑。
9.根据权利要求3所述的转向管柱，其特征在于，所述第二支架(12)上安装有安装件(15)，该安装件(15)上形成有用于将所述第二支架(12)固定到车身的仪表板横梁上的第二安装孔(151 )，所述第二支架(12)能够相对于所述安装件(15)滑动，并且所述安装件(15)上设置有防止所述第二支 架(12)与所述安装件(15)脱离的第二弹性件(17)。
10.根据权利要求3或9所述的转向管柱，其特征在于，所述第一支架(11)上形成有溃缩导向槽(114)，该溃缩导向槽(114)沿所述转向管柱的轴向延伸，该溃缩导向槽(114)内设置有导向板(13)，该导向板(13)能够在所述溃缩导向槽(114)中滑动，所述第二支架(12)通过该导向板(13)与所述第一支架(11)连接。
11.一种转向操纵机构，其特征在于，所述转向操纵机构包括根据权利要求1至10中任意一项所述的转向管柱。
12.—种转向系统，其特征在于，该转向系统包括根据权利要求11所述的转向操纵机构，该转向操纵机构包括所述转向管柱。
13.—种车辆，其特征在于，该车辆包括根据权利要求12所述的转向系统，在该转向系统中，所述转向 操纵机构的所述转向管柱通过支架总成(I)与车身固定。
【文档编号】B62D1/18GK103879438SQ201210558980
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年12月20日 优先权日:2012年12月20日
【发明者】王福桂 申请人:北汽福田汽车股份有限公司