一种防顶齿的汽车转向柱调节锁紧机构的制作方法

1.本发明涉及一种汽车转向轴的调节锁紧机构，尤其是一种能够防止顶齿的汽车转向轴调节锁紧机构。


背景技术：

2.现有汽车转向柱大部分具备方向盘四向调节功能，在正常使用时调节机构锁紧保持方向盘固定不动是四向调节转向柱的基本要求。通常情况下为保证调节机构锁紧后方向盘位置固定,避免在碰撞溃缩过程中转向柱调节机构不会松动出现位移导致溃缩吸能性能偏离设计曲线要求，会在调节机构设计安装齿结构。通过齿块与齿板啮合实现调节机构锁紧后方向盘无位移。齿结构属于有级锁紧，采用齿锁紧结构在锁紧状态下应为齿顶对齿槽正常啮合锁紧,实现调节机构锁紧功能。
3.但现有的齿结构在调节手柄锁紧时存在顶齿(即齿与齿之间没有正常啮合，而是齿顶与齿顶相对)的情况，并且由于现有的调节锁紧机构是依靠一对调节凸轮升程变化来实现锁紧和放松。而调节凸轮的升程固定，如果齿块与齿板顶齿整个结构的高度就会发生变化，使得调节凸轮无法旋转到位达到最大升程，在此情况下调节锁紧机构无法实现锁紧功能。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供种一种防顶齿的汽车转向柱调节锁紧机构，在齿块和齿板发生顶齿的情况下依然能够实现锁紧功能。
5.为解决以上技术问题，本发明的技术方案为采用一种防顶齿的汽车转向柱调节锁紧机构，包括销轴以及穿于销轴上的调节凸轮对；还包括固定在上管柱体上的轴向齿板以及固定在安装支架上的径向齿板；所述安装支架与车架固定；还包括与轴向齿板配合锁紧的轴向齿块，所述轴向齿块可沿销轴延伸方向与销轴相对运动，并通过弹性部件i将轴向齿块压向轴向齿板；还包括与径向齿板配合锁紧的径向齿块，所述径向齿块可沿销轴延伸方向与销轴相对运动，并通过弹性部件ii将径向齿块压向径向齿板。
6.本发明的原理在于：调节锁紧机构发生顶齿不能锁紧的根本原因不在顶齿(实际上，即使发生顶齿只要齿块和齿板之间能够夹紧依然能够起到锁紧作用)，而是出现顶齿后由于整体结构高度的改变使得调节凸轮对无法旋转到位让整个调节锁紧装置无法夹紧导致的。本发明中，轴向齿块和径向齿块的位置是可浮动的，即使发生顶齿也能够保证整个结构的高度不发生改变，从而使得调节凸轮对依然能够旋转到位保证整个装置夹紧。
7.作为一种改进，还包括穿于销轴上的锁紧块；所述轴向齿块上固定有与销轴平行的导向杆i，所述径向齿块上固定有与销轴平行的导向杆ii，所述导向杆i和导向杆ii均贯穿锁紧块。利用锁紧块方便布置径向齿块和轴向齿块，并实现径向齿块和轴向齿块运动同步。
8.作为一种进一步的改进，所述弹性部件i和弹性部件ii均为弹簧，所述弹性部件i
套设在导向杆i上并位于轴向齿块与锁紧块之间，所述弹性部件ii套设在导向杆ii上并位于径向齿块与锁紧块之间。利用弹簧作为弹性部件使得齿块被压向齿板实现锁定。
9.作为另一种更进一步的改进，所述安装支架上开有通孔，所述导向杆i贯穿所述通孔。
10.作为一种改进，所述径向齿板为分设于通孔两侧的两块，所述径向齿块也为两个，用于提高锁紧力。
11.作为一种改进，所述上管柱体上固定有溃缩块，所述轴向齿板通过溃缩剪切铆钉固定在溃缩块上。当发生碰撞时，溃缩剪切铆钉承受剪切力，当剪切力大于溃缩剪切铆钉的强度时，溃缩剪切铆钉被剪断从而转向柱发生溃缩吸能。
12.作为一种改进，所述溃缩块上沿上管柱体轴向开有溃缩长槽，所述轴向齿板上设置有延伸进溃缩长槽并与溃缩长槽过盈配合的溃缩销。通过溃缩销在溃缩长槽内的滑动实现溃缩吸能。
13.作为一种改进，所述溃缩长槽分为宽度不同的若干段。不同车型有不同的吸能要求，可通过不同宽度的溃缩长槽来实现。
14.作为一种改进，所述调节凸轮对中其中一个调节凸轮固定在安装支架上，另一调节凸轮上固定有调节手柄。
15.作为一种改进，所述轴向齿板和轴向齿块相对的一面上均设置有沿上管柱体轴向排布的齿；所述径向齿板和径向齿块相对的一面上均设置有沿上管柱体径向排布的齿。轴向排布的齿实现轴向锁定，而径向排布的齿实现径向锁定。
16.本发明的有益之处在于：具有上述结构的转向柱调节锁紧机构，能够有效消除齿板与齿块发生顶齿时对调节锁紧机构的影响，使得其整体结构高度不发生变化，让调节凸轮对依然能够旋转到位完成夹紧，从而实现对转向柱轴向和径向的锁紧功能。满足转向柱碰撞溃缩过程中要求稳定的吸能特性，给驾驶人员提供更安全的碰撞保护。
附图说明
17.图1为本发明的外观结构示意图。
18.图2为本发明的立体结构示意图。
19.图3为本发明的局部放大图。
20.图4为调节凸轮对处的结构示意图。
21.图5为溃缩块处的结构示意图。
22.图6为调节凸轮对的结构示意图，此时两个调节凸轮啮合在一起。
23.图7为调节凸轮对的结构示意图，此时两个调节凸轮的齿相互抵触。
24.图中标记：1上管柱体、2溃缩块、3锁紧块、4安装支架、5下管柱体、6调节手柄、7径向齿板、8轴向齿板、9销轴、10导向杆i、11导向杆ii、12溃缩剪切铆钉、13弹性部件i、14轴向齿块、15弹性部件ii、16径向齿块、17调节凸轮对、201溃缩长槽、701齿、801溃缩销、802齿。
具体实施方式
25.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
26.如图1所示，本发明中的转向柱包括相套设置并可相对滑动的上管柱体1和下管柱体5，上转向柱和下转向柱分别设置在上管柱体1和下管柱体5内，方向盘固定在上转向柱上。另外本实施例中，下管柱体5较大，因此下管柱体5套设于上管柱体1之外。
27.而如图1～图4所示，本发明包括销轴9以及穿于销轴9上的调节凸轮对17；还包括固定在上管柱体1上的轴向齿板8以及固定在安装支架4上的径向齿板7；所述安装支架4与车架固定；所述调节凸轮对17中其中一个调节凸轮固定在安装支架4上，另一调节凸轮上固定有调节手柄6。还包括与轴向齿板8配合锁紧的轴向齿块14，所述轴向齿块14可沿销轴9延伸方向与销轴9相对运动，并通过弹性部件i13将轴向齿块14压向轴向齿板8；还包括与径向齿板7配合锁紧的径向齿块16，所述径向齿块16可沿销轴9延伸方向与销轴9相对运动，并通过弹性部件ii15将径向齿块16压向径向齿板7。为了达到轴向锁定和径向锁定的目的，所述轴向齿板14和轴向齿块8相对的一面上均设置有沿上管柱体轴向排布的可相互啮合的齿801；所述径向齿板和径向齿块相对的一面上均设置有沿上管柱体径向排布的可相互啮合的齿701。
28.另外调节凸轮对17包括两个调节凸轮，两个调节凸轮相向的端面上设置有可啮合的齿。两个调节凸轮可相对转动，如图6所示，当其转动到齿啮合的状态，升程最小。而如图7所示，当其转动到齿相互抵触时，升程最大。当调节凸轮对17升程变大时，轴向齿块14与轴向齿板8啮合、径向齿块16与径向齿板7啮合实现转向柱的锁紧。而当调节凸轮对17升程变小时，轴向齿块14与轴向齿板8松开、径向齿块16与径向齿板7松开，此时上管柱体1就可以做轴向的调节。如果在锁紧的过程中，轴向齿块与14轴向齿板8或/和径向齿块16与径向齿板7没有啮合到位出现顶齿，当旋动调节凸轮时，轴向齿块14和径向齿块16的位置会发生退让使得调节凸轮对17仍然能旋转到位达到最大升程的位置并稳定在该位置上，从而达到了锁紧的目的。并且只要发生碰撞产生轴向或者径向的运动，轴向齿块14和径向齿块16上的齿会自然滑动到轴向齿板8和径向齿板7的齿槽内完成啮合，从而保证锁紧。
29.为方便布置，并使得轴向齿块14和径向齿块16同步，还包括穿于销轴9上的锁紧块3，销轴9的端部设置有挡圈或者螺母能够拉动锁紧块3径向运动；所述轴向齿块14上固定有与销轴9平行的导向杆i10，所述径向齿块16上固定有与销轴9平行的导向杆ii11，所述导向杆i10和导向杆ii11均贯穿锁紧块3。导向杆i10和导向ii11保证了轴向齿块14和径向齿块16的运动方向。当然，不设置导向杆而直接通过弹性部件连接齿块和锁紧块也是可以实现的，只不过齿块的运动方向更难易保障。另外，为了避免导向杆i10和导向ii11在锁紧块上滑脱，可以在导向杆i10和导向杆ii11的端部设置挡圈。
30.弹性部件i13和弹性部件ii15在本实施例中均优选为弹簧，所述弹性部件i13套设在导向杆i10上并位于轴向齿块14与锁紧块3之间，所述弹性部件ii15套设在导向杆ii11上并位于径向齿块16与锁紧块3之间。弹性部件在锁紧的时候能够迫使齿块与齿板之间的啮合，在松开的时候又能推动压紧块3，使得压紧块3带动齿块脱离齿板，避免在调节上管柱体1的时候造成障碍。
31.所述安装支架4上开有通孔，所述导向杆i10贯穿所述通孔。径向齿板7为分设于通孔两侧的两块，所述径向齿块16也为两个，用于提高锁紧力。
32.如图5所示，上管柱体1上固定有溃缩块2，所述轴向齿板8通过溃缩剪切铆钉12固定在溃缩块2上。溃缩块2上沿上管柱体1轴向开有溃缩长槽201，所述轴向齿板8上设置有延
伸进溃缩长槽201并与溃缩长槽201过盈配合的溃缩销801。溃缩长槽201可以分为宽度不同的若干段。本实施例中，溃缩长槽201为宽度不同的前后两段。
33.工作的时候，通过调节手柄6旋转调节凸轮对17中的一个，使得调节凸轮对17达到最大升程，从而通过销轴9将锁紧块3向上管柱体1的轴心方向做径向运动。锁紧块3的运动也带动轴向齿块14和径向齿块16向轴向齿板8和径向齿板7运动。当运动到位后，轴向齿块14与轴向齿板8啮合，径向齿块16与径向齿板7啮合从而完成对上管柱体1的锁定。一旦发生轴向齿块14与轴向齿板8，或/和，径向齿块16与径向齿板7顶齿，在齿板的压迫下齿块发生退让(此时弹性部件的预紧力使得齿块与齿板抵紧，仍然有锁紧力)，从而保证了整个调节机构的高度不变，让调节凸轮对17依然能达到最大升程实现锁定。而一旦发生碰撞，齿块在碰撞力的作用下发生位移与齿板成功啮合，保证了上管柱体1的稳定，使得溃缩吸能顺利完成。
34.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。