專利名稱：用于轉(zhuǎn)向柱的防卡死裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于汽車的轉(zhuǎn)向柱在轉(zhuǎn)動過程中防止轉(zhuǎn)向柱被卡死的防 卡死裝置。
背景技術(shù)：
目前已經(jīng)有多種可調(diào)節(jié)高度的轉(zhuǎn)向柱面世。名稱為《方向盤的定位調(diào)節(jié)裝置》
(POSITION ADJUSTING DEVICE FOR STEERING WHEELS)、專利號為US 6189405 Bl 的美國專利就介紹了一種既可以調(diào)節(jié)高度又可以調(diào)節(jié)長度的如圖14至圖16所示的 轉(zhuǎn)向柱。其中，支架&包括固定支架101和可移動支架102，固定支架101固定在 汽車的預(yù)定位置，可移動支架102由固定支架101支撐。在支架i的兩端設(shè)置槽交 叉區(qū)Al，槽交叉區(qū)形成方向盤105的位置調(diào)整部。具體而言，槽交叉區(qū)Al由設(shè)置 在可移動支架102上的軸向長槽103和設(shè)置在固定支架101上的垂直長槽104形成， 固定支架101的支承板101a和可移動支架102的可移動支承板102b接觸，從而軸 向長槽103和水平長槽104交叉的變化范圍決定了槽交叉區(qū)Al。兩槽交叉區(qū)分別 沿轉(zhuǎn)向軸100的軸向形成于支架i上。相對固定支架101，沿垂直長槽104的縱向 移動可移動支架102就可以使轉(zhuǎn)向柱傾斜，即就固定支架101而言，傾斜了轉(zhuǎn)向軸 100。相對固定支架101，沿水平長槽103的縱向移動可移動支架102，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)向柱 的伸縮操作，即調(diào)節(jié)了轉(zhuǎn)向柱的高度。然而，在調(diào)節(jié)這種轉(zhuǎn)向柱的高度或者傾角時， 必須同時對連接在轉(zhuǎn)向柱駕駛員一側(cè)的端部、轉(zhuǎn)向軸底部末端上的萬向節(jié)113的位 置進行調(diào)整，這樣一來，就必須留出一定的安裝空間，以便萬向節(jié)的鉸接點能夠動 作。另外，因旋轉(zhuǎn)不均勻而導(dǎo)致的角位置也會發(fā)生變化。另其修正變得更加困難， 甚至是無法實現(xiàn)。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種用于轉(zhuǎn)向柱的防卡死裝置，該防卡死裝置能
3高度的轉(zhuǎn)向柱在繞一固定軸線轉(zhuǎn)動的過程中被卡死。
為了實現(xiàn)所述目的，本實用新型的一種用于轉(zhuǎn)向柱的防卡死裝置，該轉(zhuǎn)向柱 包括前段轉(zhuǎn)向軸、調(diào)整部件、夾持裝置、緊固裝置、前段導(dǎo)向裝置和后段導(dǎo)向裝置， 調(diào)整部件可旋轉(zhuǎn)地支承前段轉(zhuǎn)向軸，緊固裝置用于相對夾持裝置固定住調(diào)整部件或 釋放調(diào)整部件，前段導(dǎo)向裝置和后段導(dǎo)向裝置在轉(zhuǎn)向柱的旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)相對固定，其 特點是，該防卡死裝置包括至少一根彈簧，該彈簧由一根與前段導(dǎo)向裝置共同作用 的彈簧柄、一根與調(diào)整部件共同作用的彈簧柄以及一段位于兩根彈簧柄間的彎曲部 分組成，在彎曲部分所在的區(qū)域，彈簧與后段導(dǎo)向裝置相連。
本實用新型的有益效果是如果調(diào)整部件相對于前段夾持部件做向下的運 動，則彈簧將在彎曲部分試圖向下運動，從而在導(dǎo)向裝置上施加向下的力，同 樣地，如果調(diào)整部件相對于前段夾持部件做向上的運動，則彈簧將在彎曲部分 試圖向上運動，從而在導(dǎo)向裝置上施加向上的力，這樣一來，后段導(dǎo)向裝置就 會始終受到與運動方向一致的力，繼而在調(diào)整部件的運動過程中實現(xiàn)力矩平 衡，不會出現(xiàn)調(diào)整部件卡死的情況，也即轉(zhuǎn)向柱在繞一固定軸線轉(zhuǎn)動的過程中 不會被卡死。


圖1顯示的是本實用新型的一實施例中的轉(zhuǎn)向柱。
圖2是圖1中所示轉(zhuǎn)向柱的側(cè)視圖，圖中的轉(zhuǎn)向柱位于頂部調(diào)節(jié)位置。 圖3是圖1中所示轉(zhuǎn)向柱的側(cè)視圖，圖中的轉(zhuǎn)向柱位于中間調(diào)節(jié)位置。 圖4是圖1中所示轉(zhuǎn)向柱的側(cè)視圖，圖中的轉(zhuǎn)向柱位于底部調(diào)節(jié)位置。 圖5所示的是夾持裝置的后段夾持部件。 圖6所示的是夾持裝置的前段夾持部件。 圖7所示的是一套后段導(dǎo)向裝置。
圖8所示的是從圖7上標(biāo)記為A的視角觀察的后段導(dǎo)向裝置的側(cè)視圖。 圖9所示的是前、后夾持部件的側(cè)視圖，圖中兩者的相對位置正好對應(yīng)于實 際安裝位置。
圖10在本實用新型一實施例的轉(zhuǎn)向柱的相應(yīng)部位顯示了彈簧的各接觸點。 圖11顯示的是本實用新型另一實施例的轉(zhuǎn)向柱。圖12是圖11中所示轉(zhuǎn)向柱的側(cè)視圖。
圖13所示的是一塊用于強制導(dǎo)向的金屬板。
圖14至圖16顯示了現(xiàn)有的轉(zhuǎn)向柱，圖14是側(cè)視圖，圖15是夾持部件位置 的局部放大視圖，圖16是夾持部件位置的橫截面剖視圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合較佳的實施例對本實用新型進行詳細的描述，應(yīng)當(dāng)注意的是， 在后述的描述中，盡管所使用的術(shù)語是從公知公用的術(shù)語中選擇的，但是有些 術(shù)語則是申請人按其判斷來選擇的，其詳細含義應(yīng)根據(jù)本實用新型欲揭示的精 神來理解。后述的"前"與"后"是以方向盤或者駕駛員所在位置為參考對象的， 因此，所謂的前段部件比所謂的后段部件距離轉(zhuǎn)向柱的方向盤一側(cè)的末端更近。
如圖1所示，轉(zhuǎn)向柱l包括前段轉(zhuǎn)向軸(或轉(zhuǎn)向軸)5，調(diào)整部件2，夾持 裝置(如后所述的夾持部件3、 4)、緊固裝置(如后面所述的夾緊桿15、夾緊 螺栓11等)以及導(dǎo)向裝置(如后面所述的夾緊螺栓11即前段導(dǎo)向裝置，和后 段導(dǎo)向裝置12)。
在前段轉(zhuǎn)向軸5的前側(cè)末端(即頂部)可以抗扭地連接一個圖中未示意的 轉(zhuǎn)向盤。而在前段轉(zhuǎn)向軸5的后側(cè)末端(即底部)則固定有一個起到萬向節(jié)功 能的鉸鏈16的叉形件33。鉸接軸8穿過叉形件33。鉸鏈16上連接的是后段 轉(zhuǎn)向軸34。本實施例中的后段轉(zhuǎn)向軸34是不可伸縮的。這根后段轉(zhuǎn)向軸34通 常也被稱為"轉(zhuǎn)向擺臂軸"。前段轉(zhuǎn)向軸5通過后段轉(zhuǎn)向軸34與圖中沒有表 示出來的轉(zhuǎn)向傳動裝置相連。
調(diào)整部件2以前段轉(zhuǎn)向軸5的中軸線6為圓心繞著前段轉(zhuǎn)向軸5并為其提 供旋轉(zhuǎn)支承。圖l所示實施例中的調(diào)整部件2是一根套管。調(diào)整部件2被固定 在夾持裝置上。
夾持裝置由一套前段(靠近駕駛員一側(cè))夾持部件3和一套后段(遠離駕 駛員)夾持部件4組成。兩套夾持部件3， 4都被固定在圖中未示意的車輛車 身上。
參照圖5，夾持部件4可以呈U形，包括底壁19、兩側(cè)壁21、 21'以及兩 處固定部23、 23，，兩側(cè)壁21、 21，分別連接在底壁19的兩側(cè)，兩固定部23、23'分別連接在兩側(cè)壁21、 21'的、與底壁19相對的一側(cè)。夾持部件4通過兩固 定部23、 23'固定在車輛車身上。
參照圖6，夾持部件3可以呈U形，包括底壁18、兩側(cè)壁20、 20，以及兩 處固定部22、 22'，兩側(cè)壁20、 20'分別連接在底壁18的兩側(cè)，兩固定部22、 22'分別連接在兩側(cè)壁20、 20'的、與底壁18相對的一側(cè)。夾持部件3通過兩固 定部22、 22'固定在車輛車身上。
在圖l所示的實施例中，夾持部件3、 4都是金屬彎折沖壓件。而在其他 的實施例中，夾持部件也可以是鑄件，例如鋁合金鑄件甚至是鎂合金鑄件。此 外，夾持部件3， 4既可以是整體式的，也可以由多個部分裝配而成。
在緊固裝置松開時，為了調(diào)節(jié)前段轉(zhuǎn)向軸5或者說方向盤基于夾持部件3、 4的高度，可以將調(diào)整部件2繞著一根轉(zhuǎn)軸線7偏轉(zhuǎn)。也就是說，針對調(diào)整部 件2的調(diào)節(jié)其實是發(fā)生在同一平面上的。而在緊固裝置鎖止后，調(diào)整部件2相 對于夾持部件3， 4的偏轉(zhuǎn)角度將不再發(fā)生變化。圖2至4所示的是處于不同 調(diào)節(jié)位置的轉(zhuǎn)向柱。其中，對緊固裝置進行了簡化。另外，為了方便識圖，還 省略了緊固裝置的一些部件。從圖2和圖4中可以看出，轉(zhuǎn)軸線7(在垂直于 紙面方向)的位置在不同的調(diào)節(jié)位置均不會發(fā)生變化。
在圖2至圖4所示的實施例中，緊固裝置是一套夾緊機構(gòu)，它包括一根與 前段轉(zhuǎn)向軸5垂直的夾緊螺栓11。另外，根據(jù)下文的描述，這根夾緊螺栓11 同時也起到了前段導(dǎo)向裝置的作用。 一根夾緊桿15可以以夾緊螺栓ll所在的 軸線為中心轉(zhuǎn)動。夾緊桿15能夠觸發(fā)一個圖中沒有顯示的凸輪，而該凸輪則 會與同樣是安裝在夾緊螺栓11上的一塊連接盤共同作用。通過夾緊桿15的偏 轉(zhuǎn)，前述連接盤會在前段夾持部件3的側(cè)壁20'上施加壓力，而一個頂頭，例 如夾緊桿15的頭部，將被頂?shù)角岸螉A持部件3的側(cè)壁20上并被夾緊。這樣一 來，在調(diào)整部件2側(cè)壁的相互作用下，側(cè)壁20、 20'會被壓緊，繼而使得調(diào) 整部件2被固定，即與前段夾持部件3間的相對位置不再會發(fā)生變化。
在前段夾持部件3的兩側(cè)壁20， 20'上各有一個弧形的前段長孔9， 9'。 它們處于半徑為Rl的圓弧13上。與調(diào)節(jié)平面垂直的緊固裝置的夾緊螺栓11 會穿過這兩個長孔9， 9'。在緊固裝置被松開的情況下，夾緊螺栓ll還起到 了前段導(dǎo)向裝置的作用，即引導(dǎo)調(diào)整部件2基于前段夾持部件3的沿圓弧13相對運動。另外，夾緊螺栓11在所有與轉(zhuǎn)軸7垂直的方向上即在轉(zhuǎn)動平面內(nèi) 固定，即不會與調(diào)整部件2發(fā)生相對運動。相應(yīng)地，它會合縫地穿過調(diào)整部件 2上的一個圓孔35，參見圖10。而在與轉(zhuǎn)軸7平行的方向上，夾緊螺栓ll與 調(diào)整部件2間則可以發(fā)生相對運動，從而實現(xiàn)緊固裝置的鎖止以及釋放。
在后段夾持部件4的側(cè)壁21, 21'上各有一個弧形的后段長孔10，10，。 它們處于半徑為R2的圓弧14上。后段導(dǎo)向裝置12通過長孔10，10'固定，并 可以沿著這兩個圓弧形的長孔IO，IO'活動。同樣，后段導(dǎo)向裝置12在所有與 轉(zhuǎn)軸7垂直的方向上也是固定的，即不會與調(diào)整部件2發(fā)生相對運動。相應(yīng)地， 圖7和圖8中所示實施例的后段導(dǎo)向裝置12上有一個圓弧形凹口 36，它與調(diào) 整部件2的一部分圓柱形外表面相互匹配。而調(diào)整部件2則是以轉(zhuǎn)向軸5的中 軸線6為中心包裹著前段轉(zhuǎn)向軸5。另外，后段導(dǎo)向裝置12還包括垂直于轉(zhuǎn)向 軸5并且穿過后段導(dǎo)向裝置的固定螺栓120。在長孔IO， 10'的縱向延伸方向 上，后段導(dǎo)向裝置12將被彎曲成圓弧形，以便匹配長孔IO， 10',參見圖8。 這樣一來，就可以確保后段導(dǎo)向裝置12能夠沿著長孔10， 10'的軌道活動， 繼而達到調(diào)節(jié)的目的。
導(dǎo)向裝置12可以用鋼或者燒結(jié)鋼作為材質(zhì)。由于摩擦性能更突出，因此 最好采用有色金屬或者塑料制造導(dǎo)向裝置12。在圖9上精確地繪制了長孔9、 9，，長孔10、 10，。長孔9、 9，，長孔10、 10，沿著圓弧13, 14延伸， 而相應(yīng)地，長孔9、 9'的圓弧中心的連線長孔10、 10'的圓弧中心的聯(lián)系 則位于同一條直線上。這條直線則與轉(zhuǎn)軸線7重合。轉(zhuǎn)軸線7應(yīng)位于鉸鏈16 所在的范圍內(nèi)并與鉸接軸8相交。
為了確保調(diào)整部件2只會在調(diào)節(jié)平面上運動，夾持部件3， 4中至少有一 個部件的側(cè)壁20， 20' ， 21， 21'應(yīng)為平整的接觸面25, 25' ， 26， 26'。 在本實用新型的一項改進中，這幾個接觸面中的一個或者多個還可以是彈性結(jié) 構(gòu)，在保證良好接觸的情況下更好地引導(dǎo)調(diào)整部件。相應(yīng)地，可以在金屬彎折 沖壓件上進行加工沖孔27，從而隔出一部分的平整接觸面。圖6上所示的就是 帶有沖孔27的彈性接觸面25'的側(cè)壁20'。
接觸面25， 25' ， 26， 26'與由圓弧13, 14的中心所在的直線相互垂直。 因此，這些接觸面也與轉(zhuǎn)軸線7呈相互垂直的關(guān)系。也就是說，本實用新型所涉及的轉(zhuǎn)向柱的轉(zhuǎn)軸線7相對于夾持裝置3， 4 的位置是固定不變的。在緊固裝置被松開時，調(diào)整部件2可以進行有限的偏轉(zhuǎn)， 以便調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向柱的高度。而與此同時，在轉(zhuǎn)軸線7所在區(qū)域無需任何構(gòu)成轉(zhuǎn)軸 的部件(調(diào)整部件與夾持裝置之間形成的是一種無軸件的轉(zhuǎn)動軸承)，也就是 說，所有構(gòu)成轉(zhuǎn)軸的部件都是遠離轉(zhuǎn)軸線7的。這樣一來，夾持裝置3, 4就 不必延伸至轉(zhuǎn)軸線7所在的位置，并且可以與之保持一定的軸向距離。
在此，長孔9, 9' ， 10， 10'離開轉(zhuǎn)向柱方向盤一側(cè)末端的間隔距離要比 轉(zhuǎn)軸線7離開轉(zhuǎn)向柱方向盤一側(cè)末端的間隔距離要更小。
為了讓部件的運動更順暢，特別是為了避免極限扭矩，在轉(zhuǎn)向柱上安裝了 一根彈簧17。在圖10所示的實施例中，彈簧17—方面作用在夾持裝置的前段 夾持部件3上接觸點37，而另一方面則作用在調(diào)整部件2的接觸點24上。與 此同時，彈簧17還會引導(dǎo)后段導(dǎo)向裝置12的運動。在調(diào)整部件2向上調(diào)節(jié)時， 則彈簧17會在后段導(dǎo)向裝置12上施加一股向上的力F2。在調(diào)整部件2向下調(diào) 節(jié)時，則彈簧17會在后段導(dǎo)向裝置12上施加一股向下的力F2'。這樣一來， 后段導(dǎo)向裝置12就會始終受到與運動方向一致的力F2， F2'，繼而在調(diào)整部 件2的運動過程中實現(xiàn)力矩平衡，不會出現(xiàn)調(diào)整部件卡死的情況。為了方便識 圖，圖中對力F2和F2'的作用點沒有進行精確標(biāo)識。兩股力的作用點沿圓弧 14位于同一條直線上。具體位置大約是在后段導(dǎo)向裝置12的中間。
在圖10所示的實施例中，彈簧17包括彈簧柄38、彈簧柄39和分別連接 該兩彈簧柄38、 39的彎曲部分40。彈簧柄38作用在前段夾持部件3的接觸點 37上。彈簧柄39作用在調(diào)整部件2的接觸點24上。另外在兩根彈簧柄38、 39之間的彎曲部分40固定在后段導(dǎo)向裝置12的突起部分41上。如果調(diào)整部 件2相對于前段夾持部件3做向下的運動，則彈簧17將在彎曲部分40試圖向 下運動，從而在導(dǎo)向裝置12上施加力F2'。同樣的，如果調(diào)整部件2相對于 前段夾持部件3做向上的運動，則彈簧17將在彎曲部分40試圖向上運動，從 而在導(dǎo)向裝置12上施加力F2。
彈簧17最好預(yù)先張緊，使得彈簧柄39朝彈簧柄38的方向施加一股力， 即圖10上的力F1。這樣一來，在緊固裝置被松開時，調(diào)整部件3以及前段轉(zhuǎn) 向軸5的重量就能夠被吸收。當(dāng)然，也可以考慮以其他方式架設(shè)彈簧或者采用多根彈簧。
另外，或者在與彈簧17配合的情況下，還可以選擇在調(diào)節(jié)過程中，借助
一套獨立裝置，實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸空間位置的固定。圖ll和圖12所示的就是這樣一種 解決方案。在最簡單的情況下，可以采用一塊金屬板28。其上有兩個長孔29 和30。其中，長孔29內(nèi)插設(shè)有夾緊螺栓11的一端，而長孔30內(nèi)則安裝有后 段導(dǎo)向裝置12的一個部件，即螺栓120的一端。另外，在金屬板28上還有一 個與后段夾持部件4連接的固定轉(zhuǎn)軸。在比較簡單的構(gòu)造中，轉(zhuǎn)軸可以是金屬 板上的一個圓形鉆孔31。與后段夾持部件4相連的栓釘32就插在這個圓形鉆 孔31中。反過來，轉(zhuǎn)軸也可以是一根固定在金屬板28上的栓釘。該栓釘將被 插接在后段夾持部件4的圓形鉆孔內(nèi)。在調(diào)整部件2相對于夾持部件3， 4發(fā) 生了偏轉(zhuǎn)時，由于2套導(dǎo)向裝置11， 12會在金屬板28上的長孔29， 30的強 制引導(dǎo)下運動，因此可能確保轉(zhuǎn)軸線7的空間位置保持不變。
在圖ll所示的轉(zhuǎn)向柱上，在背側(cè)可以看到彈簧17的一部分。而在正面一 側(cè)則可以看到金屬板28。在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向柱時，它可以起到平衡力矩的作用，繼而 使得轉(zhuǎn)向柱的調(diào)節(jié)變得更方便。除此以外，還可以考慮在轉(zhuǎn)向柱的兩側(cè)均配備 一塊金屬板及一根彈簧，或者僅在轉(zhuǎn)向柱的兩側(cè)各配備一根彈簧或者一塊金屬 板。
本實用新型所涉及的可調(diào)節(jié)高度的轉(zhuǎn)向柱應(yīng)用范圍廣泛。除了示例中所示 的應(yīng)用以外，還可以相應(yīng)設(shè)計出可調(diào)節(jié)長度的轉(zhuǎn)向柱。在這種情況下，夾持裝 置3， 4會被固定在另一套夾持裝置上。而這套裝置可以相對于車身在轉(zhuǎn)向柱 的長度方向上進行調(diào)節(jié)。對于這類應(yīng)用，最好將后段轉(zhuǎn)向軸設(shè)計成可以伸縮的。
雖然本實用新型己參照當(dāng)前的具體實施例來描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普 通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，應(yīng)理解其中 可作各種變化和修改而在廣義上沒有脫離本實用新型，所以并非作為對本實用 新型的限定，例如，前段夾持部件3或后段夾持部件4的U形開口也可以朝下。 本實用新型所涉及的轉(zhuǎn)向柱還可以選擇采用鋁合金鑄造而成的整體式長型夾 持部件。緊固裝置也可以選擇與此出的描述不一樣的結(jié)構(gòu)。例如，除了靠摩擦 力實現(xiàn)鎖止，還可以選用靠形狀配合起作用的鎖止部件。這在目前的技術(shù)中己 經(jīng)被大量采用。因此，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施
9例的變化、變型都將落在本實用新型權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種用于轉(zhuǎn)向柱(1)的防卡死裝置，該轉(zhuǎn)向柱(1)包括前段轉(zhuǎn)向軸(5)、調(diào)整部件(2)、夾持裝置(3，4)、緊固裝置、前段導(dǎo)向裝置(11)和后段導(dǎo)向裝置(12)，調(diào)整部件(2)可旋轉(zhuǎn)地支承前段轉(zhuǎn)向軸，緊固裝置用于相對夾持裝置(3，4)固定住調(diào)整部件(2)或釋放調(diào)整部件(2)，前段導(dǎo)向裝置(11)和后段導(dǎo)向裝置(12)在轉(zhuǎn)向柱(1)的旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)相對固定，其特征在于，該防卡死裝置包括至少一根彈簧(17)，該彈簧(17)由一根與前段導(dǎo)向裝置(11)共同作用的彈簧柄(38)、一根與調(diào)整部件(2)共同作用的彈簧柄(39)以及一段位于兩根彈簧柄(38，39)間的彎曲部分(40)組成，在彎曲部分(40)所在的區(qū)域，彈簧(17)與后段導(dǎo)向裝置(12)相連。
專利摘要一種用于轉(zhuǎn)向柱(1)的防卡死裝置，其特點是包括至少一根彈簧(17)，該彈簧(17)由一根與前段導(dǎo)向裝置(11)共同作用的彈簧柄(38)、一根與調(diào)整部件(2)共同作用的彈簧柄(39)以及一段位于兩根彈簧柄(38，39)間的彎曲部分(40)組成，在彎曲部分(40)所在的區(qū)域，彈簧(17)與后段導(dǎo)向裝置(12)相連。該防卡死裝置用于防止一種可調(diào)節(jié)高度的轉(zhuǎn)向柱在繞一固定軸線轉(zhuǎn)動的過程中被卡死。
文檔編號B62D1/18GK201296284SQ20082015467
公開日2009年8月26日 申請日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者A·拉施, R·H·費爾, 軍 張, 朱朝杰 申請人:上海蒂森克虜伯匯眾汽車零部件有限公司