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电动四向可调转向管柱的轴向调节装置

阅读：1029发布：2020-12-01

专利汇可以提供电动四向可调转向管柱的轴向调节装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种电动四向可调转向管柱的轴向调节装置，包括伸缩电机、与伸缩电机连接的蜗杆、用于对所述蜗杆施加载荷的第一限位件以及位于第一限位件与蜗杆之间且可随蜗杆进行周向转动的传力件，传力件与第一限位件和蜗杆为点接触。本发明电动四向可调转向管柱的轴向调节装置，通过设置传力件与限位件相配合，消除伸缩电机存在的轴向间隙，伸缩电机和蜗杆在运转过程中不会出现轴向窜动，有效避免因电机卡滞而造成转向管柱高度调节失效，提高了可靠性，也提高了驾乘的舒适性和安全性。，下面是电动四向可调转向管柱的轴向调节装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.电动四向可调转向管柱的轴向调节装置，包括伸缩电机和与伸缩电机连接的蜗杆，其特征在于：还包括用于对所述蜗杆施加载荷的第一限位件以及位于第一限位件与蜗杆之间且可随蜗杆进行周向转动的传力件，传力件与第一限位件和蜗杆为点接触。
2.根据权利要求1所述的电动四向可调转向管柱的轴向调节装置，其特征在于：所述传力件为圆球形结构，传力件与所述蜗杆为同轴设置。
3.根据权利要求2所述的电动四向可调转向管柱的轴向调节装置，其特征在于：所述蜗杆的一端与所述传力件接触且蜗杆的该端端面为球面，蜗杆的另一端与所述伸缩电机连接。
4.根据权利要求1至3任一所述的电动四向可调转向管柱的轴向调节装置，其特征在于：还包括设置于所述下管柱总成上的外壳体，所述传力件和所述第一限位件位于外壳体的内部且第一限位件与外壳体为螺纹连接。
5.根据权利要求4所述的电动四向可调转向管柱的轴向调节装置，其特征在于：还包括设置于所述外壳体的内部且套设于所述蜗杆上的轴套。
6.根据权利要求4或5所述的电动四向可调转向管柱的轴向调节装置，其特征在于：还包括用于对所述第一限位件进行轴向限位以使第一限位件与所述外壳体保持相对固定的第二限位件，第二限位件与外壳体为螺纹连接。

说明书全文

电动四向可调转向管柱的轴向调节装置

技术领域

[0001] 本发明属于车辆转向系统技术领域，具体地说，本发明涉及一种电动四向可调转向管柱的轴向调节装置。

背景技术

[0002] 转向系统是用来改变或保持车辆行驶或倒退方向的一系列装置，其中，转向管柱用于连接方向盘和转向器，是汽车转向系统的重要组件之一。在车辆工程领域中，转向管柱可使转向盘的位置在一定范围内上下、前后调节以适应驾驶员的操作习惯。

[0003] 当需将方向盘给驾驶者让位或调整方向盘的适合位置时，电动四向可调转向管柱是通过调节开关实现调节。当根据需要调节转向管柱，按动手动调节开关能够手动驱动转向管柱四向调节至所需位置状态；按动自动调节开关，转向管柱能够自动调节至预置状态(可预置三种位置状态)。

[0004] 因此，为了实现方向盘的上下和前后位置的调节，便于实现方向盘空间位置的调节，使得驾驶员方便地依不同需求而变换不同的空间位置，现有的电动四向可调转向管柱主要包括上管柱总成、下管柱总成、可旋转的设置于上管柱总成内且用于与方向盘连接的第一转向轴、与第一转向轴连接的第二转向轴、与第二转向轴连接的第三转向轴、与上管柱总成转动连接的伸缩管总成、与伸缩管总成和上管柱总成连接且用于控制上管柱总成和第一转向轴进行摆动的角度调节装置以及与下管柱总成和伸缩管总成连接且用于控制伸缩管总成和第一转向轴沿轴向进行移动的轴向调节装置，第二转向轴为可旋转的设置于伸缩管总成中且第二转向轴可与伸缩管总成同步沿轴向移动。

[0005] 电动四向可调转向管柱的轴向调节装置用于实现方向盘上下方向位置的调节，该轴向调节装置主要包括可旋转的设置于下管柱总成上的轴向调节螺杆、设置于伸缩管总成上与轴向调节螺杆构成螺旋传动的螺母、用于提供使轴向调节螺杆旋转的驱动力的伸缩电机以及与伸缩电机和轴向调节螺杆连接的蜗轮蜗杆减速机构。轴向调节螺杆和螺母相配合，构成螺旋传动，角度调节螺杆旋转时，可以使得螺母做往复直线运动，螺母带动伸缩管总成同步做往复旋转运动，实现方向盘上下方向位置的调节。由于伸缩电机轴向存在间隙，伸缩电机在运转过程中存在轴向窜动，会导致减速机构的蜗轮与蜗杆无法正常啮合，造成蜗轮、蜗杆过度磨损，且传动不稳定，进而会影响到方向盘高度位置的调节，同时伸缩电机处也会产生明显异响，影响驾驶舒适性。

发明内容

[0006] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种电动四向可调转向管柱的轴向调节装置，目的是提高电动四向可调转向管柱的可靠性。

[0007] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：电动四向可调转向管柱的轴向调节装置，包括伸缩电机、与伸缩电机连接的蜗杆、用于对所述蜗杆施加载荷的第一限位件以及位于第一限位件与蜗杆之间且可随蜗杆进行周向转动的传力件，传力件与第一限位件和蜗杆为点接触。

[0008] 所述传力件为圆球形结构，传力件与所述蜗杆为同轴设置。

[0009] 所述蜗杆的一端与所述传力件接触且蜗杆的该端端面为球面，蜗杆的另一端与所述伸缩电机连接。

[0010] 所述的电动四向可调转向管柱的轴向调节装置还包括设置于所述下管柱总成上的外壳体，所述传力件和所述第一限位件位于外壳体的内部且第一限位件与外壳体为螺纹连接。

[0011] 所述的电动四向可调转向管柱的轴向调节装置还包括设置于所述外壳体的内部且套设于所述蜗杆上的轴套。

[0012] 所述的电动四向可调转向管柱的轴向调节装置还包括用于对所述第一限位件进行轴向限位以使第一限位件与所述外壳体保持相对固定的第二限位件，第二限位件与外壳体为螺纹连接。

[0013] 本发明电动四向可调转向管柱的轴向调节装置，通过设置传力件与限位件相配合，消除伸缩电机存在的轴向间隙，伸缩电机和蜗杆在运转过程中不会出现轴向窜动，有效避免因电机卡滞而造成转向管柱高度调节失效，提高了管柱总成轴向调节的可靠性，也提高了驾乘的舒适性和安全性。附图说明

[0014] 本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

[0015] 图1是本发明电动四向可调转向管柱的轴向调节装置的局部结构示意图；

[0016] 图2是本发明电动四向可调转向管柱的轴向调节装置的剖视图；

[0017] 图3是电动四向可调转向管柱的结构示意图；

[0018] 图4是电动四向可调转向管柱的主视图；

[0019] 图5是电动四向可调转向管柱的剖视图；

[0020] 图中标记为：1、第一转向轴；2、第二转向轴；3、第三转向轴；4、十字轴万向节；5、轴向调节装置；501、外壳体；502、传力件；503、伸缩电机；504、蜗杆；505、蜗轮；506、第一限位件；507、第二限位件；508、轴套；6、上管柱总成；7、下管柱总成；8、角度调节装置；9、伸缩管总成。

具体实施方式

[0021] 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作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的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，并有助于其实施。

[0022] 需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”、“第二”和“第三”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

[0023] 如图3至图5所示，为一种电动四向可调转向管柱，该电动四向可调转向管柱包括上管柱总成6、下管柱总成7、第一转向轴1、与第一转向轴1连接的第二转向轴2、与第二转向轴2连接的第三转向轴3、与上管柱总成6转动连接的伸缩管总成、与伸缩管总成和上管柱总成6连接且用于控制上管柱总成6和第一转向轴1进行摆动的角度调节装置8以及本发明的轴向调节装置，该轴向调节装置与下管柱总成7和伸缩管总成连接且用于控制伸缩管总成和第一转向轴1沿轴向进行移动，第二转向轴2为可旋转的设置于伸缩管总成中且第二转向轴2可与伸缩管总成同步沿轴向移动。

[0024] 具体地说，如图3至图5所示，上管柱总成6和下管柱总成7均为两端开口、内部中空的结构，上管柱总成6位于下管柱总成7的上方，方向盘位于上管柱总成6的上方且方向盘与第一转向轴1固定连接，第一转向轴1设置于上管柱总成6的内部且第一转向轴1的两端从上管柱总成6的两端向外伸出，第一转向轴1相对于上管柱总成6可旋转且第一转向轴1与上管柱总成6为同轴设置，第一转向轴1在上管柱总成6上能够绕其轴线旋转，以将方向盘产生的旋转力传递至第二转向轴2。下管柱总成7为固定设置于车辆的仪表横梁上，伸缩管总成为两端开口、内部中空的结构，下管柱总成7套设于伸缩管总成上，下管柱总成7与伸缩管总成并为同轴设置，下管柱总成7用于对伸缩管总成起导向作用，确保伸缩管总成能够沿轴向做直线往复运动，实现方向盘的升降。第二转向轴2设置于伸缩管总成的内部且第二转向轴2的一端从伸缩管总成的一端开口向外伸出，第二转向轴2相对于伸缩管总成仅可旋转且第二转向轴2与伸缩管总成为同轴设置，第二转向轴2在轴向上相对于伸缩管总成为固定设置，第二转向轴2能够随同伸缩管总成同步沿轴向做往复直线运动。第二转向轴2在伸缩管总成上能够绕其轴线旋转，以将第一转向轴1传递的旋转力传递至第三转向轴3。第三转向轴3为可旋转的设置于下管柱总成7的内部，第三转向轴3的一端与第二转向轴2连接，第三转向轴3的另一端伸出至下管柱总成7的外部且第三转向轴3的该端用于与中间轴连接，以将第二转向轴2传递的旋转力传递至转向器。第三转向轴3相对于下管柱总成7仅可旋转且第三转向轴3与下管柱总成7和第二转向轴2均为同轴设置，第三转向轴3在轴向上相对于下管柱总成7为固定设置，第二转向轴2和第三转向轴3可通过花键实现连接，实现同步旋转。第一转向轴1和第二转向轴2通过十字轴万向节连接，十字轴万向节位于上管柱总成6和伸缩管总成之间，十字轴万向节使得第一转向轴1和第二转向轴2能够同步旋转，实现方向盘产生的旋转力的传递，并使得第一转向轴1的轴线和第二转向轴2的轴线之间能够产生夹角，适应方向盘位置的变化。伸缩管总成的一端与上管柱总成6的一端转动连接，上管柱总成6为可旋转的设置于伸缩管总成上且上管柱总成6的旋转中心线与第一转向轴1的轴线相垂直。伸缩管总成的与上管柱总成6连接的端部位于下管柱总成7的外部，上管柱总成6的与伸缩管总成连接的端部为远离方向盘的一端，上管柱总成6与伸缩管总成通过两个螺栓实现转动连接，两个螺栓为同轴设置且两个螺栓分别位于十字轴万向节的两侧对称布置，伸缩管总成与螺栓为螺纹连接，上管柱总成6上设有让螺栓插入的安装孔。

[0025] 本发明电动四向可调转向管柱的轴向调节装置用于实现方向盘上下方向位置的调节，在轴向调节装置的作用下，伸缩管总成相对于下管柱总成7可以上下移动，伸缩管总成沿轴向做往复直线运动，伸缩管总成上下移动的同时可以带动上管柱总成6、第二转向轴2、第一转向轴1及其上的方向盘同步上下移动，进而实现方向盘上下方向位置的调节。如图
1至图5所示，本发明的轴向调节装置包括可旋转的设置于下管柱总成7上的轴向调节螺杆、设置于伸缩管总成上与轴向调节螺杆构成螺旋传动的螺母、用于提供使轴向调节螺杆旋转的驱动力的伸缩电机503、与伸缩电机503连接的蜗杆504、用于对蜗杆504施加载荷的第一限位件506以及位于第一限位件506与蜗杆504之间且可随蜗杆504进行周向转动的传力件
502，传力件502与第一限位件506和蜗杆504为点接触。轴向调节螺杆的轴线与下管柱总成
77的轴线相平行，轴向调节螺杆位于下管柱总成7的外侧，螺母为固定设置于伸缩管总成上，轴向调节螺杆在轴向上与伸缩电机503保持相对固定，轴向调节螺杆仅能相对于下管柱总成7进行旋转。轴向调节螺杆和螺母相配合，构成螺旋传动，轴向调节螺杆旋转时，可以使得螺母做往复直线运动，螺母带动伸缩管总成同步做往复旋转运动，实现方向盘上下方向位置的调节。蜗轮505与蜗杆504相啮合，构成蜗轮蜗杆减速机构，蜗轮505固定设置于轴向调节螺杆上，蜗杆504与伸缩电机503的电机轴固定连接。蜗轮505和蜗杆504相配合具备自锁功能，从而可以使得方向盘保持在调节后的位置处，提高了可靠性。伸缩电机503固定设置于下管柱总成7，伸缩电机503的壳体与下管柱总成7固定连接，下管柱总成7对轴向调节螺杆提供支撑作用，下管柱总成7套设于伸缩管总成上且对伸缩管总成起导向作用。

[0026] 如图1和图3所示，作为优选的，传力件502为圆球形结构，传力件502与蜗杆504为同轴设置。蜗杆504的一端与传力件502接触且蜗杆504的该端端面为球面，蜗杆504的另一端与伸缩电机503的电机轴固定连接，传力件502的外表面与蜗杆504的端面相接触，且形成点接触，因此蜗杆504与传力件502之间的摩擦力较小，不会影响伸缩电机503和蜗杆504的运转，而且传力件502能够随着蜗杆504进行周向转动，在设定的预加载力作用下，可有效避免因电机卡滞造成转向管柱高度调节失效。

[0027] 如图1和图2所示，本发明的轴向调节装置还包括设置于下管柱总成7上的外壳体501，传力件502和第一限位件506位于外壳体501的内部且第一限位件506与外壳体501为螺纹连接。外壳体501位于下管柱总成7的外部且外壳体501与下管柱总成7固定连接，外壳体
501具有一定的长度且外壳体501的长度方向与蜗杆504的轴线相平行，蜗杆504和蜗轮505设置在外壳体501的内部。外壳体501的内部设有容纳第一限位件506和传力件502的第一内螺纹孔，该第一内螺纹孔在外壳体501的一端端面上形成让第一限位件506通过的开口，方便拆装，也便于调节第一限位件506的拧入深度。第一限位件506为圆柱体，第一限位件506的外圆面上设有与第一内螺纹孔中的内螺纹啮合的外螺纹，第一限位件506与传力件502和蜗杆504为同轴设置，第一限位件506优选为螺钉，传力件502与第一限位件506的端面为点接触。传力件502夹在第一限位件506与蜗杆504之间，传力件502用于将第一限位件506施加的载荷传递至蜗杆504上。第一限位件506对传力件502预加载一定的载荷，可消除伸缩电机
503的轴向间隙，避免伸缩电机503和蜗杆504出现轴向窜动。

[0028] 如图1和图2所示，本发明的轴向调节装置还包括设置于外壳体501的内部且套设于蜗杆504上的轴套508，轴套508位于传力件502和蜗杆504上的螺旋齿之间。轴套508为两端开口且内部中空的圆柱体，轴套508固定设置在外壳体501的内部，蜗杆504穿过轴套508，轴套508用于对蜗杆504提供径向支撑，提高蜗杆504运行稳定性。

[0029] 如图1和图2所示，本发明的轴向调节装置还包括用于对第一限位件506进行轴向限位以使第一限位件506与外壳体501保持相对固定的第二限位件507，第二限位件507与外壳体501为螺纹连接。外壳体501的内部设有容纳第二限位件507和传力件502的第二内螺纹孔，第二内螺纹孔与第一内螺纹孔的轴线相垂直且第二内螺纹孔与第一内螺纹孔连通，该第二内螺纹孔并在外壳体501的一侧面上形成让第二限位件507通过的开口，方便拆装。第二限位件507为圆柱体，第二限位件507的外圆面上设有与第二内螺纹孔中的内螺纹啮合的外螺纹，第二限位件507优选为螺钉。第二限位件507对第一限位件506进行限位，第二限位件507的端部与第一限位件506接触，避免第一限位件506松脱而造成伸缩电机503的轴向间隙重新释放，提高可靠性。

[0030] 以上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。只要是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，将本发明的上述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。

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