本实用新型属于管柱俯仰调节及锁紧技术领域，具体涉及一种俯仰调节凸轮及包含该俯仰调节凸轮的管柱锁紧及调节机构。
背景技术：
转向管柱是汽车转向系统的重要组成部分，安装在汽车的车身上，用于支承转向盘以及与转向盘连接的转向轴以及万向传动轴等，将驾驶员操纵方向盘的动作传递给转向器。转向管柱通过锁紧机构进行夹紧和定位，为了降低驾驶疲劳，转向管柱的倾斜角度可调，进而实现方向盘的高度及角度可调，使得方向盘的位置适合于不同身高的驾驶员。
转向管柱锁紧机构安装在U型管柱支架上，包括穿过U型管柱支架两个侧板调节槽的调节轴，调节轴头部安装具有锁紧及俯仰调节功能的俯仰调节块，尾部安装有调节手柄和两个凸轮，一个凸轮为活动凸轮，能够在调节手柄的带动下转动，另一凸轮具有锁紧和俯仰调节功能，通过和活动凸轮匹配实现锁紧。除了锁紧功能外，俯仰调节块和俯仰调节凸轮分别能够在调节轴的带动下，在两个侧板的调节槽内上下滑动定位，实现管柱的俯仰调节。
U型管柱支架的两个侧板中，靠近俯仰调节块的侧板不安装弹簧片，靠近凸轮的侧板安装有弹簧片。当进行锁紧操作时，通过转动调节手柄，锁紧机构夹紧凸轮一侧的弹簧片和另一侧的支架，使得侧板内壁上的弹簧片和支架发生变形，从而实现对管柱的夹紧；当需要对管柱进行俯仰调节时，先将锁紧机构进行放松，然后调节调节轴，使得俯仰调节块和俯仰调节凸轮同时在调节槽内上下滑动定位，完成俯仰调节，然后转动调节手柄进行锁紧。
现有技术中，具有锁紧和俯仰调节功能的俯仰调节凸轮在调节槽内上下调节至极限位置时，容易与支架产生碰撞噪音，使得整车的NVH差，造成客户抱怨，影响用户评价。此外，俯仰调节凸轮的一面与支架侧板内壁上的弹簧片相接触，并在锁紧时向中间推动弹簧片使其发生夹紧变形，但由于俯仰调节凸轮以及支架弹簧片均表面光滑，致使在夹紧时俯仰调节凸轮与弹簧片之间的摩擦力偏小，对弹簧片的推动力小，使得弹簧片的变形程度小，对管柱的夹紧力偏小，造成管柱的锁紧保持力低，不容易进行位置和角度固定。
技术实现要素：
本实用新型是为解决上述问题而进行的，通过对现有俯仰调节凸轮进行改进来解决上述技术问题，提供了一种新的汽车俯仰调节凸轮以及包含该壳体的管柱锁紧及调节机构。为了达到上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
<结构一>
本实用新型提供的俯仰调节凸轮安装在管柱式电动助力转向系统管柱锁紧及调节机构的调节轴上，一端与调节轴上的活动凸轮相匹配，另一端与管柱U型安装支架上的调节槽相匹配，管柱U型安装支架的内壁上设置支架弹簧片，该支架弹簧片设置有与调节槽相连通的凹槽，具有这样的技术特征，包括锁紧台，靠近活动凸轮的一端面为凹凸不平的曲面，另一端面为平面；上下调节块，固定安装在平面上并且设置在调节槽内，包括设置在上下两端侧壁上的两个嵌入槽、插入嵌入槽内的消音块、设置在中间部分并且贯穿锁紧台的调节轴安装孔、设置在调节轴安装孔的上下两端边沿并且插入凹槽内的两个弧形凸台、以及位于嵌入槽和弧形凸台左右两端的支架弹簧接触面，支架弹簧接触面为粗糙面。
优选的，在本实用新型提供的俯仰调节凸轮中，曲面包括对称设置的四个凸面以及连接相邻两个凸面的过渡性凹面。
优选的，在本实用新型提供的俯仰调节凸轮中，嵌入槽为燕尾槽，消音块包括与燕尾槽相匹配的燕尾凸块以及固定安装在燕尾凸块上的平面块，该平面块与上下调节块的上下两端侧壁相接触。
优选的，在本实用新型提供的俯仰调节凸轮中，消音块为塑料件。
优选的，在本实用新型提供的俯仰调节凸轮中，粗糙面为由模具直接成型的微观凹凸面。
优选的，在本实用新型提供的俯仰调节凸轮中，微观凹凸面的厚度为0.1～0.3mm。
优选的，在本实用新型提供的俯仰调节凸轮中，上下调节块的面积小于锁紧台平面的面积，锁紧台平面未被上下调节块占据的部分与支架面相对。
<结构2>
进一步，本实用新型还提供了一种管柱锁紧及调节机构，贯穿管柱U型安装支架的两个侧板安装，两个侧板上均设置有调节槽，其中一个侧板上安装有带有凹槽的支架弹簧片，具有这样的技术特征，包括：调节轴，穿过两个侧板的调节槽设置；定位及俯仰调节块，固定安装在调节轴的一端，并且能够在不安装支架弹簧片侧板的调节槽内上下移动；锁紧及俯仰调节组件，安装在调节轴的另一端，包括部分插入调节槽和凹槽内并且能够在调节轴上轴向移动的俯仰调节凸轮、与俯仰调节凸轮相匹配的活动凸轮、安装在活动凸轮的轴上并带动活动凸轮转动的调节手柄、紧邻调节手柄的轴承以及紧邻轴承安装的锁紧螺母。其中，俯仰调节凸轮为结构一中任一项的俯仰调节凸轮。
进一步，在本实用新型提供的管柱锁紧及调节机构中，俯仰调节凸轮上设置有四个凸面以及连接相邻两个凸面的过渡性凹面组成，活动凸轮上设置有与凸面相对应的凹面以及与过渡性凹面对应的过渡性凸面。
实用新型的作用与效果
本实用新型提供的俯仰调节凸轮以及包含该俯仰调节凸轮的管柱锁紧及调节机构具有如下技术效果：
首先，由于设置在调节槽内的上下调节块的上下两端侧壁上分别设置有嵌入槽，嵌入槽内设置有消音块，当俯仰调节凸轮调节至上下极限位置时，在消音块的缓冲下，能够有效降低噪声的主观感受，使得整车的NVH性能得以改善，同时也提高了调节手感的舒适度。
其次，由于上下调节块调节轴安装孔的左右两个端面为支架弹簧接触面，支架弹簧接触面为粗糙面，在对管柱进行夹紧时，该粗糙面能够增加俯仰调节凸轮与弹簧片之间的摩擦力，从而增加了俯仰调节凸轮对弹簧片的推动力，使得弹簧片的变形程度增大，进而增大了支架对管柱的夹紧力，使得管柱的锁紧保持力始终处于高水平。
第三，由于上下调节块调节轴安装孔的上下两端边沿上各设置一个弧形凸台，该两个弧形凸台插入支架弹簧片凹槽内并且能够在凹槽内上下移动，有利于增强俯仰调节凸轮与支架弹簧片之间的接触，进而在锁紧时有利于支架弹簧片的变形。
此外，本实用新型改进简单，仅仅增加了嵌入槽、消音片以及粗糙面，俯仰调节凸轮的基本形状不变，因此，本实用新型通过简单改进就有效解决了俯仰调节凸轮与支架间碰撞噪音的问题以及管柱的夹紧力问题，改进手段简单，无需大的改进投入，实现了通过最小改进达到最优效果的目的，有利于大范围推广应用。
附图说明
图1是本实用新型实施例中的管柱锁紧及调节机构的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中的定位及俯仰调节块与支架调节槽的组装结构示意图；
图3是本实用新型实施例中的锁紧及俯仰调节组件与支架调节槽的组装结构示意图；
图4是本实用新型实施例中俯仰调节凸轮与支架调节槽的组装结构示意图；
图5是本实用新型实施例中的俯仰调节凸轮的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细描述。但下列实施例不应看作对本实用新型范围的限制。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
图1是本实用新型实施例中的管柱锁紧及调节机构的结构示意图。
如图1所示，管柱锁紧及调节机构100贯穿管柱U型安装支架200的两个侧板201安装，侧板201上设置有调节槽201a，左侧侧板内壁上设置有对管柱300进行夹紧的支架弹簧片202，其上设置有与左侧侧板调节槽相连通的凹槽，右侧侧板上不安装支架弹簧片。
管柱锁紧及调节机构100包括调节轴1、定位及俯仰调节块2以及锁紧及俯仰调节组件3。调节轴1穿过两个侧板201的调节槽设置，安装定位及俯仰调节块2的一端为头部，安装锁紧及俯仰调节组件3的一端为尾部。调节轴1中间部分安装有弹簧11，该弹簧两端为与弹簧相抵接的塑料凸台，左端塑料凸台与锁紧及俯仰调节组件3中的俯仰调节凸轮相接触，右端塑料凸台与定位及俯仰调节块2相接触。
图2是本实用新型实施例中的俯仰调节块与调节槽的的组装结构示意图。
如图2所示，定位及俯仰调节块2的一部分安装在右侧侧板的调节槽201a内，并能够在调节槽内上下滑动定位，调节槽201a的上下端对称设置有片状塑料卡扣201b。
定位及俯仰调节块2包括嵌于调节槽201a内并能够在调节槽内上下滑动定位的滑动凸台以及位于调节槽201a外的限位台21。限位台21的尺寸大于滑动凸台，其超出滑动凸台的部分与侧板201的外壁相接触，有利于俯仰调节块实现定位和锁紧功能。
限位台21中间部分设置有能够限制调节轴的头部11周向转动的安装限位槽211，右下角上设置有防错孔212，用于防止装配时上下装反。安装限位槽221的长度与限位台22的长度相同，宽度与调节轴头部11的宽度相同，高度与调节轴头部11的厚度相同，通过对调节轴头部的固定，实现对其周向旋转限制。
安装限位槽211上下两端的底壁上设置有与片状塑料卡扣201b相配合的台阶213，台阶底壁和侧壁上设置有消音片。台阶213和片状塑料卡扣201b相配合，当定位及俯仰调节块2在调节槽201a内进行上下移动时，台阶沿片状塑料卡扣也上下移动定位，对管柱的俯仰调节程度进行指示，让操作者有一个直观的认知。
图3是本实用新型实施例中的锁紧及俯仰调节组件与支架调节槽的组装结构示意图。
如图1和图3所示，锁紧及俯仰调节组件3包括部分位于左侧侧板调节槽201a内并且能够在调节轴上轴向移动的俯仰调节凸轮31、与俯仰调节凸轮相匹配的活动凸轮32、安装在活动凸轮32的轴上并带动活动凸轮转动的调节手柄33、紧邻调节手柄的轴承34以及紧邻轴承安装的锁紧螺母35。
图4是本实用新型实施例中俯仰调节凸轮与支架调节槽的组装结构示意图；图5是本实用新型实施例中的俯仰调节凸轮的结构示意图。
如图4和图5所示，俯仰调节凸轮31包括锁紧台311以及上下调节块312。锁紧台311一面靠近活动凸轮32，一面靠近上下调节块312，靠近活动凸轮32的一端面为凹凸不平的曲面，靠近上下调节块312的一面为平面；上下调节块312嵌入调节槽201a内，并能够在调节轴的带动下，在其中上下滑动定位。上下调节块312的面积小于锁紧台311平面的面积，锁紧台平面未被上下调节块占据的部分和安装支架面相对，但不接触。
锁紧台311的曲面包括对称设置有四个凸面311a以及连接相邻两个凸面的过渡性凹面311b。相应的，活动凸轮32上设置有与凸面311a相对应的凹面以及与过渡性凹面311b对应的过渡性凸面。二者之间通过凹面与凸面的配合实现锁紧或放松，当两个凸轮的凸面完全对接时，达到完全锁紧，当两个凸轮的凸面和凹面相匹配时，实现完全放松。
上下调节块312固定安装在平面上并且设置在调节槽内，该上下调节块的上下两端侧壁上分别设置有嵌入槽312a，嵌入槽内设置有消音块312b，中间部分设置有贯穿锁紧台的调节轴安装孔312c，调节轴安装孔312c的上下两端边沿上分别设置有弧形凸台321d，两个弧形凸台312d插入支架弹簧片202的凹槽内，并能够在凹槽中上下移动定位。嵌入槽312a、调节轴安装孔312c以及弧形凸台312d两端的端面为支架弹簧接触面312e。
嵌入槽312a为燕尾槽，消音块312b包括与燕尾槽相匹配的燕尾凸块以及固定安装在燕尾凸块上的平面块，该平面块与上下调节块的上下两端侧壁相接触，本实施例中，消音块为塑料件。
支架弹簧接触面312e为粗糙面，该粗糙面为由模具直接成型的微观凹凸面，厚度为0.1～0.3mm。
当需要对管柱进行夹紧时，向一个方向转动调节手柄33，调节手柄33带动活动凸轮32转动，活动凸轮32的过渡性凸面沿俯仰调节凸轮31的过渡性凹面转动，并在转动过程中推动俯仰调节凸轮31向支架侧板轴向移动，对左侧侧板的支架弹簧片202逐渐进行挤压，使其变形，当两个凸轮的凸面完全对接时，实现对管柱左端进行夹紧。由于定位及俯仰调节块2与俯仰调节凸轮31安装在同一轴上，在俯仰调节凸轮向右侧挤压支架弹簧片202的同时，定位及俯仰调节块2也在调节手柄的调节下挤压右侧侧板，对管柱右端进行夹紧。
也就是说，当凸轮处于锁紧状态时，俯仰调节凸轮31和定位及俯仰调节块2分别向中间位置夹紧支架201，支架夹紧管柱300，凸轮与支架之间产生摩擦力，支架与管柱之间产生摩擦力，该摩擦力作为锁紧保持力，使得锁紧后的管柱固定住。
当需要对管柱进行俯仰调节时，先反向旋转调节手柄33，然后上下移动调节轴1，使得定位及俯仰调节块2以及俯仰调节凸轮31分别在侧板调节槽201a内上下滑动定位，实现管柱的上下调节，调节完毕后，再旋转调节手柄33进行锁紧即可，使得管柱位置被固定。
当管柱处于夹紧状态时，调节轴1上的弹簧11处于压缩状态。当管柱被解除夹紧时，弹簧解压缩，俯仰调节凸轮上的两个弧形凸台被弹簧力推开，远离支架弹簧片，避免支架弹簧接触面312e与支架弹簧片摩擦产生噪音；与此同时，俯仰调节块中位于支架侧板调节槽中的圆柱形台阶也被弹簧力推开，远离支架右侧侧板，避免与支架产生噪音。
本实施例改进简单，仅仅增加了嵌入槽、消音片以及粗糙面，俯仰调节凸轮的基本形状不变，因此，本实用新型通过简单改进就有效解决了俯仰调节凸轮与支架间碰撞噪音的问题以及管柱的夹紧力问题，改进手段简单，无需大的改进投入，实现了通过最小改进达到最优效果的目的，有利于大范围推广应用。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。