CN108516009B - 一种转向管柱总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转向管柱总成，包括第一框筒、第二框筒、芯轴和调节支架；其中，第一框筒和第二框筒的横截面均为多边形状，第二框筒的一端插设于第一框筒中，且能沿第一框筒的轴向方向移动；芯轴的一端插设于第二框筒中，另一端从第二框筒延伸至第一框筒中，且芯轴的两端分别裸露在外；调节支架为长方体框状，调节支架的一端与第一框筒远离第二框筒的一端旋转连接，另一端与第一框筒靠近第二框筒的一端通过角度调节机构连接。本发明将第一框筒和第二框筒设置为多边形状，将调节支架设置为长方体框状，从而便于第一框筒、第二框筒和调节支架均采用薄板材加工，大幅度降低产品的重量，同时框式结构还提高了结构强度和固有频率。

Description

一种转向管柱总成

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种转向管柱总成。

背景技术

在汽车产品市场竞争越来越激烈的今天，成本的控制及NVH品质的提升是各大汽车厂商提高竞争力的重要手段。其中，轻量化、结构优化以及减少不必要的零件是降低成本的措施之一，同时也是提高NVH品质的手段之一，转向管柱作为汽车重要部件之一，对汽车的转向性能起着至关重要的作用，因此转向管柱也是业者关注的重点。

目前比较普遍的转向管柱主体结构为管式结构，其主体结构分为上柱管、下柱管和管柱芯轴，该种转向管柱结构的不足之处在于柱管通常要选取比较厚的管材，不利于轻量化；并且所选型材比较受限，不利于整体结构的刚度设计，也不利于对NVH品质的控制；同时部件间的连接也要采取多种工艺，不利于工艺及设备的简化及生产效率的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转向管柱总成，以解决上述问题，降低转向管柱的重量，提高NVH性能。

本发明提供的转向管柱总成，包括：

第一框筒，所述第一框筒的横截面为多边形状；

第二框筒，所述第二框筒的横截面为多边形状；所述第二框筒的一端插设于所述第一框筒中，且所述第二框筒能沿所述第一框筒的轴向方向移动；

芯轴，所述芯轴的一端插设于所述第二框筒中，另一端从所述第二框筒延伸至所述第一框筒中，且所述芯轴的两端分别裸露在所述第二框筒和所述第一框筒的外部；

调节支架，所述调节支架为长方体框状，所述调节支架的一端与所述第一框筒远离所述第二框筒的一端旋转连接，另一端与所述第一框筒靠近所述第二框筒的一端通过角度调节机构连接。

如上所述的转向管柱总成，其中，优选的是，所述第二框筒上固设有两限位凸台，两所述限位凸台用于限制所述第二框筒的轴向移动距离。

如上所述的转向管柱总成，其中，优选的是，所述角度调节机构包括开设于所述调节支架上的滑槽、开设于所述第一框筒上的穿孔、螺纹棒和拧紧把手；

所述螺纹棒的一端与所述拧紧把手固定连接，另一端依次穿过所述滑槽和所述穿孔，并最终通过螺母拧紧。

如上所述的转向管柱总成，其中，优选的是，所述第一框筒的内侧壁上固设有耐磨降噪垫。

如上所述的转向管柱总成，其中，优选的是，所述调节支架与所述第一框筒通过铆压环旋转连接。

如上所述的转向管柱总成，其中，优选的是，所述第一框筒上开设有第一圆孔，所述调节支架上开设有第二圆孔；

所述铆压环包括第一环和第二环，所述第二环旋转连接在所述第一环的内圈中；所述第一环的外圈固定内嵌在所述第一圆孔中，所述第二环的外圈固定内嵌在所述第二圆孔中。

如上所述的转向管柱总成，其中，优选的是，所述第一框筒的长度方向的一侧面设置有第一轴向开口。

如上所述的转向管柱总成，其中，优选的是，所述调节支架的长度方向的一侧面设置有第二轴向开口。

如上所述的转向管柱总成，其中，优选的是，所述第一框筒上设置第一延伸板，所述调节支架上设置第二延伸板；

所述转向管柱总成还包括回位簧，所述回位簧的一端与所述第一延伸板相连，另一端与所述第二延伸板相连。

如上所述的转向管柱总成，其中，优选的是，所述调节支架上设置有连接板，所述连接板用于与车身钣金固定。

本发明提供的转向管柱总成，包括第一框筒、第二框筒、芯轴和调节支架；其中，第一框筒的横截面为多边形状；第二框筒的横截面为多边形状，第二框筒的一端插设于第一框筒中，且第二框筒能沿第一框筒的轴向方向移动；芯轴的一端插设于第二框筒中，另一端从第二框筒延伸至第一框筒中，且芯轴的两端分别裸露在第二框筒和第一框筒的外部；调节支架为长方体框状，调节支架的一端与第一框筒远离第二框筒的一端旋转连接，另一端与第一框筒靠近第二框筒的一端通过角度调节机构连接。本发明提供的转向管柱总成，将第一框筒和第二框筒设置为多边形状，将调节支架设置为长方体框状，从而便于第一框筒、第二框筒和调节支架均采用薄板材加工，大幅度降低产品的重量，同时框式结构还提高了结构强度和固有频率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的转向管柱总成的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的转向管柱总成的第一框筒与调节支架相配合的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的转向管柱总成的第一框筒的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的转向管柱总成的第一框筒另一方向的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的转向管柱总成的调节支架的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的转向管柱总成的调节支架另一方向的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的转向管柱总成的铆压环的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的转向管柱总成的耐磨降噪垫的结构示意图。

附图标记说明：

10-第一框筒 11-穿孔 13-第一延伸板 14-第一圆孔

15-加强筋 16-第一穿槽 17-第一入口 18-第一出口

20-第二框筒 21-限位凸台 30-芯轴 40-调节支架

41-滑槽 43-第二延伸板 44-第三穿槽 45-第三入口

46-第三出口 47-连接板 48-第二圆孔 50-角度调节机构

51-螺纹棒 52-拧紧把手 60-回位簧 70-耐磨降噪垫

80-铆压环 81-第一环 82-第二环

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明实施例提供的转向管柱总成，包括第一框筒10、第二框筒20、芯轴30和调节支架40。

其中，第一框筒10和第二框筒20的横截面均为多边形状，第二框筒20的一端插设于第一框筒10中，且第二框筒20能沿第一框筒10的轴向方向移动；芯轴30的一端插设于第二框筒20中，另一端从第二框筒20延伸至第一框筒10中，且芯轴30的两端分别裸露在第二框筒20和第一框筒10的外部；调节支架40为长方体框状，调节支架40的一端与第一框筒10远离第二框筒20的一端旋转连接，另一端与第一框筒10靠近第二框筒20的一端通过角度调节机构50连接。

转向管柱的主要作用在于将方向盘的转动扭矩传递至转向器，从而进行汽车的转向操作，实际应用过程中，芯轴30的一端与方向盘连接，另一端与转向器连接；具体到本发明实施例中，芯轴30裸露在第二框筒20外部的一端与方向盘连接，芯轴30裸露在第一框筒10外部的一端与转向器连接，并且芯轴30与第一框筒10和第二框筒20均通过轴承相配合，从而便于芯轴30旋转。

为了调节方向盘的高度，一般情况下，芯轴30多由两段组成，具体可以包括第一轴和第二轴，第一轴和第二轴通过花键可伸缩连接，当第二框筒20沿着第一框筒10的轴向方向移动时，可以带动第一轴和第二轴发生伸缩运动，从而达到调整方向盘的高度的目的。

具体地，请参考图2至图4，第一框筒10上沿轴向设置有第一穿槽16，第一穿槽16的两端分别设置有第一入口17和第一出口18，并且第一框筒10的横截面为多边形状，第一框筒10的长度方向的一侧面设置有第一轴向开口。也即第一框筒10的三面开口，优选地，第一框筒10的横截面为八边形状，第一框筒10的两端分别设置上述第一入口17和第一出口18，而在长度方向上，组成八边形状的第一框筒10的其中一个边空缺，从而构成上述第一轴向开口。八边形状的第一框筒10接近圆形，可以很好地进行扭矩传递，同时八边形的第一框筒10可以采用较薄的板材加工，相对于现有技术中需采用较厚的管材加工为圆管状，提升了轻量化水平；另外，在第一框筒10的长度方向设置第一轴向开口，进一步降低了第一框筒10的重量。

请参考图1，第二框筒20的横截面也为多边形状；第二框筒20上沿轴向设置有第二穿槽，第二穿槽的两端分别设置有第二入口和第二出口；第二框筒20设置有第二出口的一端从第一入口17插设于穿槽中，且第二框筒20能在穿槽中沿第一框筒10的轴向方向移动，芯轴30的两端分别裸露在第二入口和第一出口18的外部。该种结构实现第二框筒20与第一框筒10相配合调节方向盘的高度的同时，降低了整体重量。

第二框筒20需要插设在第一框筒10中，并且需在第一框筒10中移动，因此第二框筒20的横截面的形状也优选为八边形。那么同样地，第二框筒20也可以采用较薄的板材加工而成，因此第二框筒20整体重量也大幅度降低。

请参考图2，可见调节支架40的一端与第一框筒10设有第一出口18的一端旋转连接；调节支架40的另一端与第一框筒10设有第一入口17的一端通过角度调节机构50连接。该调节支架40的形状为长方体框状，因此，调节支架40可以采用薄板材加工成型，从而更进一步的降低整转向管柱总成的重量。

具体地，调节支架40上沿轴向开设有第三穿槽44，第三穿槽44的两端分别设置有第三入口45和第三出口46；第一框筒10安装于第三穿槽44中；第一框筒10设有第一入口17的一端与调节支架40设有第三入口45的一端通过角度调节机构50连接；第一框筒10设有第一出口18的一端与调节支架40设有第三出口46的一端旋转连接。

进一步地，上述角度调节机构50包括开设于调节支架40上的滑槽41、开设于第一框筒10上的穿孔11、螺纹棒51和拧紧把手52；螺纹棒51的一端与拧紧把手52固定连接，另一端依次穿过滑槽41和穿孔11，并最终通过螺母拧紧。

需要对方向盘的俯仰角度进行调节时，通过操作拧紧把手52将调节支架40和第一框筒10松开，然后以调节支架40和第一框筒10的旋转连接处为旋转点，将第一框筒10的俯仰角度进行调节，而第一框筒10可以带动芯轴30进行角度调节，最终达到调整方向盘的俯仰角度的目的。调整完成后，再将拧紧把手52重新拧紧，将第一框筒10和调节支架40进行固定。

在进行俯仰角度调整时，还可以设置回位簧60进行辅助调整，从而可以在一个调整方向上增加调整速度。具体地，可以在第一框筒10的第一轴向开口的两侧设置第一延伸板13，在调节支架40的第二轴向开口的两侧设置第二延伸板43；回位簧60的一端与第一延伸板13相连，另一端与第二延伸板43相连。

调整俯仰角度时，请以图2中的方向为参考，逆时针旋转第一框筒10时，回位簧60被拉伸；需要将第一框筒10顺时针旋转时，只需松开拧紧把手52，则回位簧60回弹，拉动第一框筒10顺时针旋转，从而达到节省人力的效果。

本领域技术人员可以理解的是，俯仰角度的调整范围与滑槽41的长度相对应；而为了限制方向盘的高度调整范围，避免发生意外，优选在第二框筒20上固设两限位凸台21，两限位凸台21用于限制第二框筒20的轴向移动距离。两个限位凸台21沿第二框筒20的长度方向间隔一定距离分布在第二框筒20的外侧壁上，两个限位凸台21与上述螺纹棒51相配合限制方向盘的高度调整范围。具体地，请参考图1，并以图1中的方向为参考，第一框筒10向上移动至上方的限位凸起与螺纹棒51卡接时，方向盘被调整至最高位置；第一框筒10向下移动至下方的限位凸起与螺纹棒51卡接时，方向盘被调整至最低位置。

优选地，调节支架40和第一框筒10可以通过铆压环80旋转连接，请参考图2至图7，可以在第一框筒10上开设第一圆孔14，在调节支架40上开设第二圆孔48，并且铆压环80包括第一环81和第二环82，第二环82旋转连接在第一环81的内圈；连接调节支架40和第一框筒10时，将第一环81的外圈固定内嵌在第一圆孔14中，将第二环82的外圈固定内嵌在第二圆孔48中，由于第二环82可以相对于第一环81进行旋转，因此第一框筒10和调节支架40之间可以产生相对旋转，从而达到调整方向盘的俯仰角度的目的。

本领域技术人员应当理解的是，本发明实施例提供的转向管柱总成是通过调节支架40固定在车身上的，具体地，可以在调节支架40上设置连接板47，然后通过连接板47与车身钣金的固定，实现转向管柱总成连接和固定。由于该连接板47集成在调节支架40上，并且该连接板47上开设有供连接螺栓等紧固件的圆孔，有效节省了材料及焊接工艺，从而降低了成本。

优选地，为了降低噪音，延长转向管柱的使用寿命，在第一框筒10的内侧壁上固设有耐磨降噪垫70，该耐磨降噪垫70可以采用橡胶或者泡沫等材质制成。请参考图3、图4和图8，可见，耐磨降噪垫70为矩形片状，在第一框筒10的内侧壁上沿其长度方向延伸，由于第一框筒10的形状为八边形状，因此，可以在第一框筒10的各个边的内壁上均设置耐磨降噪垫70。并且耐磨降噪垫70通过定位销和安装片安装在第一框筒10上。

为进一步提高结构强度，在第一框筒10靠近第一入口17位置处还设置有加强筋15。

本发明实施例提供的转向管柱总成，将第一框筒10和第二框筒20设置为多边形状，将调节支架40设置为长方体框状，从而便于第一框筒10、第二框筒20和调节支架40均采用薄板材加工，大幅度降低产品的重量，同时框式结构还提高了结构强度和固有频率。

增加了耐磨降噪垫70，提高了产品的NVH性能。而角度调节机构50兼顾与限位凸台21相配合，限制方向盘高度调整行程，集成程度高，有利于节省材料

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种转向管柱总成，其特征在于，包括：

第一框筒，所述第一框筒的横截面为多边形状；

第二框筒，所述第二框筒的横截面为多边形状；所述第二框筒的一端插设于所述第一框筒中，且所述第二框筒能沿所述第一框筒的轴向方向移动；

芯轴，所述芯轴的一端插设于所述第二框筒中，另一端从所述第二框筒延伸至所述第一框筒中，且所述芯轴的两端分别裸露在所述第二框筒和所述第一框筒的外部；

调节支架，所述调节支架为长方体框状，所述调节支架的一端与所述第一框筒远离所述第二框筒的一端旋转连接，另一端与所述第一框筒靠近所述第二框筒的一端通过角度调节机构连接；

所述调节支架与所述第一框筒通过铆压环旋转连接；

所述第一框筒上开设有第一圆孔，所述调节支架上开设有第二圆孔；

所述铆压环包括第一环和第二环，所述第二环旋转连接在所述第一环的内圈中；所述第一环的外圈固定内嵌在所述第一圆孔中，所述第二环的外圈固定内嵌在所述第二圆孔中。

2.根据权利要求1所述的转向管柱总成，其特征在于，所述第二框筒上固设有两限位凸台，两所述限位凸台用于限制所述第二框筒的轴向移动距离。

3.根据权利要求1所述的转向管柱总成，其特征在于，所述角度调节机构包括开设于所述调节支架上的滑槽、开设于所述第一框筒上的穿孔、螺纹棒和拧紧把手；

所述螺纹棒的一端与所述拧紧把手固定连接，另一端依次穿过所述滑槽和所述穿孔，并最终通过螺母拧紧。

4.根据权利要求1所述的转向管柱总成，其特征在于，所述第一框筒的内侧壁上固设有耐磨降噪垫。

5.根据权利要求1所述的转向管柱总成，其特征在于，所述第一框筒的长度方向的一侧面设置有第一轴向开口。

6.根据权利要求1所述的转向管柱总成，其特征在于，所述调节支架的长度方向的一侧面设置有第二轴向开口。

7.根据权利要求1所述的转向管柱总成，其特征在于，所述第一框筒上设置第一延伸板，所述调节支架上设置第二延伸板；

所述转向管柱总成还包括回位簧，所述回位簧的一端与所述第一延伸板相连，另一端与所述第二延伸板相连。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的转向管柱总成，其特征在于，所述调节支架上设置有连接板，所述连接板用于与车身钣金固定。

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