转向管柱锁紧装置的制作方法

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种转向管柱锁紧装置。

背景技术：

随着汽车技术发展迅速，人们在追求车辆安全性的同时更加关注车辆的舒适性，对车辆的精致感知要求也更高。转向系统作为直接接触驾驶员的车辆子系统，对驾驶员感知车辆舒适性、精致感有较大影响。

目前，车辆转向系统的转向管柱锁紧装置普遍采用通过凸轮组件来使得安装支架抱紧转向管柱以使得转向管柱锁紧的方式，但这种方式存在手柄晃动量大、管柱保持力小、手柄锁紧档位不清晰、调节噪音大等问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种转向管柱锁紧装置，以解决现有技术中的转向管柱锁紧装置存在手柄晃动等问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型提供一种转向管柱锁紧装置，所述转向管柱锁紧装置包括用于固定在转向管柱上的管柱支架及位于所述管柱支架外侧以用于抱紧在所述管柱支架上的安装支架；还包括固定有调节手柄并穿过所述管柱支架和所述安装支架的转轴，所述转轴的伸出所述安装支架的一端设置有能随所述转轴旋转的旋转凸轮，所述旋转凸轮和所述安装支架之间设置有锁紧凸轮，所述锁紧凸轮与所述旋转凸轮配合能夹紧所述安装支架从而锁紧所述转向管柱或放松所述安装支架从而解锁所述转向管柱；

其中，所述转轴上还设置有在轴向上对所述转轴施加预紧力的预紧弹簧。

进一步的，所述管柱支架包括分别位于所述转向管柱两侧的两个侧板，所述安装支架包括分别对应地位于两个所述侧板外侧的支架板，所述转轴穿过所述侧板和所述支架板；所述预紧弹簧位于两个所述侧板之间。

进一步的，所述转轴上设置有用于对所述转向管柱施加顶紧力的顶紧凸轮，所述预紧弹簧包括分别位于所述顶紧凸轮两侧的第一预紧弹簧和第二预紧弹簧。

进一步的，所述转向管柱包括内管和位于所述内管外侧的外管，所述外管上形成有开口槽，所述顶紧凸轮通过所述开口槽顶紧在所述内管上。

进一步的，所述管柱支架的两个所述侧板和所述转轴之间分别设置有围绕所述转轴的第一柔性件，所述预紧弹簧的朝向两个所述侧板的端部分别顶在所述第一柔性件上。

进一步的，所述旋转凸轮和所述锁紧凸轮之间设置有在锁紧所述转向管柱时对所述旋转凸轮限位的第一限位结构和在解锁所述转向管柱时对所述旋转凸轮限位的第二限位结构。

进一步的，所述锁紧凸轮上设置有第一限位块和第二限位块，所述旋转凸轮上设置有凸块，所述凸块与所述第一限位块配合形成所述第一限位结构，所述凸块与所述第二限位块配合形成所述第二限位结构；其中，所述第二限位块与所述凸块之间设置有第二柔性件。

进一步的，所述转轴与所述安装支架之间设置有在锁紧所述转向管柱时能防止所述转轴转动的锁止结构。

进一步的，所述锁止结构包括所述转轴上设置的具有第一啮合齿的齿板及所述安装支架上设置的具有第二啮合齿的凹孔，所述齿板在所述旋转凸轮旋转至锁紧所述转向管柱时移动至所述凹孔中且所述第一啮合齿与所述第二啮合齿啮合。

进一步的，所述第一啮合齿靠近所述安装支架的一端的齿厚小于远离所述安装支架的一端的齿厚，所述第一啮合齿的一侧面为与所述第二啮合齿贴合的贴合面，另一侧面为相对所述贴合面倾斜的导向斜面；

多个所述第一啮合齿的靠近所述安装支架的端面和多个所述第二啮合齿的靠近所述齿板的端面分别形成斜面

本技术方案中设置预紧弹簧对转轴施加轴向的预紧力，可消除转轴上各零部件之间的轴向间隙，从而使得转轴在轴向上处于预紧的稳定状态，这样可避免转轴晃动而带动调节手柄晃动的现象，使得操作者所感知的调节手柄的舒适度和精致度提高，利于提升车辆品质。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为根据本实用新型的一个实施方式中转向管柱锁紧装置的剖视图；

图2为转向管柱锁紧装置中旋转凸轮的结构示意图；

图3为转向管柱锁紧装置中锁紧凸轮的结构示意图；

图4为旋转凸轮与锁紧凸轮配合的结构示意图；

图5为转轴与管柱支架之间连接的结构示意图；

图6为顶紧凸轮顶紧在转向管柱上的剖视图；

图7为顶紧凸轮顶紧转向管柱的状态示意图；

图8为转向管柱未被顶紧凸轮顶紧的状态示意图；

图9为转轴上的齿板与安装支架啮合的结构示意图；

图10为从齿板的朝向安装支架的一侧看的结构示意图；

图11为从齿板的背离所述安装支架的一侧看的结构示意图；

图12齿板与安装支架配合安装的结构示意图；

图13为图12中A处放大图。

附图标记说明：

1-管柱支架；101-侧板；2-安装支架；201-支架板；202-凹孔；203-第二啮合齿；3-转轴；31-安装部；4-旋转凸轮；41-曲面；42-凸块；5-锁紧凸轮；51-第一限位块；52-第二限位块；53-防转凸部；54-第二柔性件；6-调节手柄；7-第一预紧弹簧；8-第二预紧弹簧；9-转向管柱；91-内管；92-外管；921-开口槽；10-顶紧凸轮；11-第一柔性件；12-齿板；121-第一啮合齿；122-贴合面；123-导向斜面；13-第三柔性件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

本实用新型公开了一种转向管柱锁紧装置，如图1所示，该转向管柱锁紧装置包括用于固定在转向管柱9上的管柱支架1及位于所述管柱支架1外侧以用于抱紧在所述管柱支架1上的安装支架2；还包括固定有调节手柄6并穿过所述管柱支架1和所述安装支架2的转轴3，所述转轴3的伸出所述安装支架2的一端设置有能随所述转轴3旋转的旋转凸轮4，旋转凸轮4和安装支架2之间设置有锁紧凸轮5，所述锁紧凸轮5与所述旋转凸轮4配合能夹紧所述安装支架2从而锁紧转向管柱9或放松所述安装支架2从而解锁转向管柱9。其中，转轴3上还套有在轴向上对所述转轴3施加预紧力的预紧弹簧。

本申请中设置预紧弹簧对转轴3施加轴向的预紧力，其主要是通过预紧弹簧的两端顶紧在转轴3上的零部件上，以消除各零部件之间的轴向间隙，从而使得转轴3在轴向上处于预紧的稳定状态，这样可避免由于零部件之间具有轴向间隙而导致转轴3轴向晃动并带动调节手柄6晃动的现象，使得操作者所感知的调节手柄6的舒适度和精致度提高，利于提升车辆品质。

下面通过具体实施方式并结合附图对本实用新型提供的技术方案进行详细说明。

如图1所示，管柱支架1包括分别位于所述转向管柱9两侧的两个侧板101，安装支架2包括分别对应地位于两个所述侧板101外侧的支架板201，转轴3穿过所述侧板101和所述支架板201。在锁止凸轮5上设置有防转凸部53，防转凸部53安装在安装支架2的安装孔中可防止锁止凸轮5相对于安装支架2旋转。在调节手柄6带动旋转凸轮4旋转至一定角度时，通过其上形成的曲面41(如图2)与锁紧凸轮5配合可使得安装支架2的两个支架板201抱紧在管柱支架的两个侧板101上，从而锁紧转向管柱9。在调节手柄6反向旋转时，安装支架2的两个支架板201松开管柱支架1而实现对转向管柱9的解锁。另外，在远离旋转凸轮4一侧的支架板201和侧板101之间还可设置膜片弹簧，在解锁转向管柱9时，通过膜片弹簧可使得调节手柄6轴向移动而复位。

本实施方式中，用于对转轴3施加预紧力的所述预紧弹簧位于管柱支架1的两个所述侧板101之间。

优选地，如图1所示，所述转轴3上设置有用于对所述转向管柱9施加顶紧力的顶紧凸轮10，所述预紧弹簧包括分别位于所述顶紧凸轮10两侧的第一预紧弹簧7和第二预紧弹簧8。第二预紧弹簧8的一端分别顶在顶紧凸轮10，另一端顶在转轴3一端部上所连接的各零部件(如锁紧凸轮5和旋转凸轮4)上，第一预紧弹簧7的一端顶在顶紧凸轮10上，另一端顶在转轴3另一端部上所连接的各零部件上。从而通过第一预紧弹簧7和第二预紧弹簧8消除转轴3上各零部件之间的轴向间隙，起到稳定各零部件以及转轴3的作用，并由此避免调节手柄6晃动。

本实施方式中，在转轴3上设置顶紧凸轮10的作用是顶紧转向管柱9，顶紧凸轮10的形状可设计为卵形，如图6所示，该顶紧凸轮10可安装在转轴3的方形的安装部31上，方形的安装部31可防止顶紧凸轮10相对于转轴3旋转。

操作时，在调节手柄6旋转至锁紧转向管柱9时，转轴3带动顶紧凸轮10顶紧在转向管柱9上，可使得转向管柱9的内管91和外管92(转向管柱通常包括内管91和位于内管91外侧的外管92)彼此贴合压紧，以减小内外管之间的间隙，增加转向管柱9的刚性。

优选地，在外管92上可形成有开口槽921，如图7所示，顶紧凸轮10通过所述开口槽921顶紧在内管91上，顶紧凸轮10挤压内管91，利于增加内外管压紧贴合的面积，压紧效果好。所述开口槽921可设置为沿轴向的长条状开口，这样在当管柱溃缩时还可起到导向作用。

如图7和图8所示，图7显示了通过顶紧凸轮10顶紧的内管91和外管92的状态，而图8显示了没有被顶紧的内管91和外管92的状态，通过图7和图8的对比可看出，利用顶紧凸轮10顶紧转向管柱9，可显著增加内管91和外管92贴紧的面积，从而明显提高转向管柱9的刚度。

本实施方式中，所述管柱支架1的两个侧板101和转轴3之间分别设置有围绕所述转轴3的第一柔性件11，如图1和图5所示，在两个侧板101的开口中分别设置有套在转轴3上的第一柔性件11(该第一柔性件11优选为橡胶件)。所述预紧弹簧的朝向两个所述侧板101的端部分别顶紧在所述第一柔性件11上并通过第一柔性件11向外侧的零部件传递弹性力。

通过设置第一柔性件11，可避免管柱支架2与转轴3之间因存在径向间隙而产生噪音。尤其在进行转向管柱9的高度或角度调节时，管柱支架2通过第一柔性件11带动转轴3，可避免产生异响。

本实施方式中，在旋转凸轮4和锁紧凸轮5之间设置有在锁紧转向管柱9时对所述旋转凸轮4限位的第一限位结构和在解锁转向管柱9时对所述旋转凸轮4限位的第二限位结构。在锁紧转向管柱9时，可通过第一限位结构限制旋转凸轮4的进一步旋转以使得调节手柄6停止转动，而在解锁转向管柱9时，可通过第二限位结构限制旋转凸轮4的进一步旋转以使得调节手柄6停止转动。

优选地，如图2-图4所示，所述锁紧凸轮5上设置有第一限位块51和第二限位块52，所述旋转凸轮4上设置有凸块42，所述凸块42与所述第一限位块51配合形成所述第一限位结构，所述凸块42与所述第二限位块52配合形成所述第二限位结构；其中，所述第二限位块52与所述凸块42之间设置有第二柔性件54，具体可在第二限位块52上固定第二柔性件54(例如在其上硫化橡胶)。

具体在应用中，锁紧转向管柱9时，调节手柄6带动旋转凸轮4旋转至凸块42与第一限位块51接触，凸块42与第一限位块51可直接为金属接触，这样锁紧时金属之间的碰撞会给人以档位清晰的感觉。而在解锁转向管柱9时，调节手柄6带动旋转凸轮4旋转至凸块42与第二限位块52接触，凸块42与第二限位块52通过第二柔性件54实现软接触，避免在解锁转向管柱9时出现“打手”现象。

此外，为在锁紧转向管柱9加大对转向管柱的保持力，所述转轴3与所述安装支架2之间设置有在所述锁紧凸轮4旋转至锁紧转向管柱9时能够防止所述转轴3转动的锁止结构。

优选地，如图9所示，所述锁止结构包括转轴3上设置的具有第一啮合齿121的齿板12及所述安装支架2上设置的具有第二啮合齿203的凹孔202，所述齿板12在所述锁紧凸轮4旋转至锁紧所述转向管柱9时移动至所述凹孔202中且所述第一啮合齿121与所述第二啮合齿203啮合。通过第一啮合齿121与所述第二啮合齿203啮合，可在锁紧转向管柱9时加大对转向管柱9的保持力，避免转向管柱9松脱。

优选地，如图10和图11所示，第一啮合齿121的靠近所述安装支架2的一端的齿厚小于远离所述安装支架2的一端的齿厚，这样第一啮合齿121的齿薄的一端能够顺利地与第二啮合齿203实现啮合。第一啮合齿121的一侧面为与第二啮合齿203贴合的贴合面122，另一侧面为相对所述贴合面122倾斜的导向斜面123，导向斜面123在第一啮合齿121与第二啮合齿203啮合过程中起到导向作用，使得第一啮合齿121沿导向斜面123顺利进入到第二啮合齿203中。在啮合后，第一啮合齿121的贴合面122与第二啮合齿203的一侧面贴合，以加大对管柱的保持力的效果。

为使得第一啮合齿121与第二啮合齿203顺利啮合，如图12和图13所示，多个第一啮合齿121的靠近所述安装支架2的端面和多个第二啮合齿203的靠近所述齿板12的端面分别形成斜面。

另外，在齿板12上也可设置柔性件，如图9和图10所示，在齿板12的相对的两端可分别设置第三柔性件13，以避免齿板12与安装支架2啮合时产生异响。

应该可理解的是，在转轴3和安装支架2之间设置的所述锁止结构并不限于本实施方式中第一啮合齿121和第二啮合齿203啮合的结构形式，也可设置其它的相互配合的结构(例如凸起和凹槽配合的形式)。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。