專利名稱：一種用于轉向柱的后段導向裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于轉向柱在轉動過程中的后段導向裝置。
背景技術：
目前已經(jīng)有多種可調(diào)節(jié)高度的轉向柱面世。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所示的轉向柱。其中，支架A包括固 定支架101和可移動支架102，固定支架101固定在汽車的預定位置， 可移動支架102由固定支架101支撐。在支架A的兩端設置槽交叉區(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 由設置在可移動支架102上的軸向長槽103和設置在固定支架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)分別沿轉向軸100的軸向 形成于支架A上。相對固定支架IOI,沿垂直長槽104的縱向移動可 移動支架102就可以使轉向柱傾斜，即就固定支架101而言，傾斜了 轉向軸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)轉向柱的伸縮操作，即調(diào)節(jié)了轉向柱的高度。然而，在 調(diào)節(jié)這種轉向柱的高度或者傾角時，必須同時對連接在轉向柱駕駛員 一側的端部、轉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4交接點能夠動作。 另外，因旋轉不均勻而導致的角位置也會發(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向柱的后段導向裝置,該后段導向裝置用于轉向柱的繞一固定軸線的偏轉調(diào)節(jié)。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下設計方案
一種用于轉向柱的后段導向裝置，包括一本體和一固定螺栓，所 述本體具有一個圓弧形的凹口 ，該凹口與轉向柱的調(diào)整部件的一部分 圓柱形外表面相互匹配，所述調(diào)整部件以轉向柱的前段轉向軸的中軸 線為中心包裹著所述前段轉向軸，所述固定螺栓垂直于所述前段轉向 軸并且穿過所述本體，所述固定螺栓與調(diào)整部件在轉向柱的轉動平面 內(nèi)相對固定，在所述轉向柱的夾持部上的一圓弧形的長孔的縱向延伸 方向上，所述本體被彎曲成圓弧形，從而使所述本體以能夠沿著長孔 的專九道活動的方式與所述長孔相互匹配。
本實用新型的優(yōu)點是本實用新型中后段導向裝置的本體沿著圓 弧形的長孔移動，同時固定螺栓帶動調(diào)整部件做圓弧移動，從而使得 轉向柱繞一固定軸線的偏轉調(diào)節(jié)成為可能，例如，再配置一保證調(diào)整 部件沿另 一 圓弧移動而該圓弧與長孔同心的前段導向裝置，則可確保 該轉向柱能繞一固定軸線偏轉。


圖1中示出本實用新型的一種實施例中轉向柱的結構示意圖2是圖1中所示轉向柱的側視圖，圖中的轉向柱位于頂部調(diào)節(jié)位
置；
圖3是圖l中所示轉向柱的側視圖，圖中的轉向柱位于中間調(diào)節(jié)位
置；
圖4是圖1中所示轉向柱的側視圖，圖中的轉向柱位于底部調(diào)節(jié)位
置；
圖5中示出本實用新型夾持裝置的后段夾持部件； 圖6中示出本實用新型夾持裝置的前l(fā)殳夾持部件； 圖7中示出本實用新型一套后段導向裝置；
圖8中示出從圖7上標記為A的視角觀察的后段導向裝置的側視
圖；圖9為本實用新型前、后夾持部件的側視圖，圖中兩者的相對位
置對應于實際的安裝位置；
圖10示出了本實用新型一種實施例中轉向柱的相應部位與彈簧 的各接觸點；
圖11中示出了本實用新型的另 一種實施例的轉向柱； 圖12是圖11中所示轉向柱的側一見圖13中示出本實用新型中用于強制導向的金屬板的示意圖14至圖16示出了現(xiàn)有技術中的轉向柱及其導向結構，圖14是側
視圖，圖15是圖14中夾持部件位置的局部放大視圖，圖16是夾持部件
位置的4黃截面剖一見圖。
具體實施方式
下面將結合優(yōu)選的實施例對本實用新型進行詳細的描述，應當注 意的是，在后述的描述中，盡管所使用的術語是從公知公用的術語中 選擇的，但是部分術語則是申請人按其判斷來選擇的，其詳細含義應 根據(jù)本實用新型欲揭示的精神來理解。所述的"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，所述的前段部件比所 述的后段部件距離轉向柱的方向盤一側的末端更近。
如圖1所示，轉向柱l包括前段轉向軸(或轉向軸)5,調(diào)整部件2， 夾持裝置(如后面所述的夾持部件3、 4)、緊固裝置(如后面所述的夾 緊桿15、夾緊螺栓ll等)以及導向裝置(如后面所述的夾緊螺栓ll即 前段導向裝置，和后段導向裝置的本體12,所述本體12以下稱為后^: 導向裝置12)。
在前4殳轉向軸5的前側末端(即頂部)可以抗扭地連接一個圖中 未示意的轉向盤。而在前段轉向軸5的后側末端(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上連接的是后段轉向軸34。本實施例中的后段轉向軸34是不可 伸縮的，這根后段轉向軸34通常也被稱為"轉向擺臂軸"。前段轉向 軸5通過后段轉向軸34與圖中沒有示出的轉向傳動裝置相連。調(diào)整部件2以前段轉向軸5的中軸線6為圓心繞著前段轉向軸5并 為其提供旋轉支承。圖1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)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、兩側壁21、 21， 以及兩處固定部23、 23，，兩側壁21、 21，分別連接在底壁19的兩側， 兩固定部23、 23'分別連接在兩側壁21、 21，的、與底壁19相對的一 側。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、兩側壁20、 20， 以及兩處固定部22、 22，，兩側壁20、 20，分別連接在底壁18的兩側， 兩固定部22、 22，分別連接在兩側壁20、 20，的、與底壁18相對的一 側。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既可以是一體制成的，也可以是由 多個部分組裝而成的。
在緊固裝置松開時，為了調(diào)節(jié)前段轉向軸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繞著一根轉軸線7偏轉。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)位置的轉向柱。其中，對緊固裝 置進行了筒化，另外，為了方便識圖，還省略了緊固裝置的一些部件。 /人圖2和圖4中可以看出，轉軸線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，它包括 一根與前段轉向軸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ll同時也起到了前段導向裝置的作用。 一根夾緊桿15可以以夾緊螺栓ll所在的軸線為中心轉動。夾緊桿l5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l 1上的一塊連 接盤共同作用。通過夾緊桿15的偏轉，前述連接盤會在前段夾持部件 3的側壁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的側壁20上并被夾緊。這樣一來，在調(diào)整部件2側 壁的相互作用下，側壁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 ^開的情況下， 夾緊螺栓ll還起到了前段導向裝置的作用，即引導調(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ll在所有與轉軸 線7垂直的方向上即在轉動平面內(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。 而在與轉軸線7平行的方向上，夾緊螺栓11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, 10，活動。同樣， 后段導向裝置12在所有與轉軸線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。相應地，圖7和圖8中所示實施例的后賴二 導向裝置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則是以轉向軸5的中軸線6為中心包裹 著前段轉向軸5。另外，后段導向裝置12還包括垂直于轉向軸5并且穿 過后段導向裝置的固定螺栓。在長孔IO， 10，的縱向延伸方向上，后 段導向裝置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。
導向裝置12可以用鋼或者燒結鋼作為材質(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 轉軸線7重合。轉軸線7應位于鉸鏈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 少有一個部件的側壁20， 20， ， 21, 21，應為平整的^J妻觸面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構，在保證良好接觸的情況下更好地《I導調(diào)整部 件。相應地，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，這些接觸面也與轉軸線7呈相互垂直的關系。
也就是說，本實用新型所涉及的轉向柱的轉軸線7相對于夾持裝 置3， 4的位置是固定不變的。在緊固裝置一皮;^開時，調(diào)整部件2可以 進行有限的偏轉，以便調(diào)節(jié)轉向柱的高度。而與此同時，在轉軸線7 所在區(qū)域無需任何構成轉軸的部件(調(diào)整部件與夾持裝置之間形成的 是一種無軸件的轉動軸承)，也就是說，所有構成轉軸的部件都是遠 離轉軸線7的。這樣一來，夾持裝置3， 4就不必延伸至轉軸線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，離開轉向柱方向盤一側末端的間隔 距離要比轉軸線7離開轉向柱方向盤一側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還會引導后段導向裝置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會在后段導向裝置12上施加一股向下的力F2'。這樣一來，后段導向裝置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4 0固定在后段導向裝置12的突起部分 (圖中未示出)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，從而在導向裝置12上施 加力F2。
彈簧17最好預先張緊，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Fl。這樣一來，在緊固裝置一皮;卩>開時，調(diào)整部件3 以及前段轉向軸5的重量就能夠被吸收。當然，也可以考慮以其他方 式架設彈簧或者采用多根彈簧。
另夕卜，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)轉軸空間位置的固定。圖11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)插設有夾緊螺栓11的一端， 而長孔30內(nèi)則安裝有后段導向裝置12的一個部件，即螺栓的一端。另 外，在金屬板28上還有一個與后段夾持部件4連接的固定轉軸。在比 較筒單的構造中，轉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)生了偏轉時，由 于2套導向裝置11, 12會在金屬板28上的長孔29， 30的強制引導下運動，因此可能確保轉軸線7的空間位置保持不變。
在圖ll所示的轉向柱上，在背側可以看到彈簧17的一部分。而在
正面一側則可以看到金屬板28。在調(diào)節(jié)轉向柱時，它可以起到平衡力
矩的作用，繼而使得轉向柱的調(diào)節(jié)變得更方便。除此以外，還可以考 慮在轉向柱的兩側均配備一塊金屬板及一根彈簧，或者僅在轉向柱的
兩側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)高度的轉向柱應用范圍廣泛。除了示 例中所示的應用以外，還可以相應設計出可調(diào)節(jié)長度的轉向柱。在這 種情況下，夾持裝置3， 4會;f皮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向柱的長度方向上進行調(diào)節(jié)。對于這類應用，最 好將后段轉向軸設計成可以伸縮的。
雖然本實用新型已參照當前的具體實施例來描述，但是本技術領 域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用 新型，應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構。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。這在目前的技術中已經(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 實施例的變化、變型都將落在本實用新型權利要求書的范圍內(nèi)。
權利要求1、一種用于轉向柱的后段導向裝置，其特征在于包括一本體(12)和一固定螺栓，所述本體具有一個圓弧形的凹口(36)，該凹口與轉向柱的調(diào)整部件(2)的一部分圓柱形外表面相互匹配，所述調(diào)整部件(2)以轉向柱(1)的前段轉向軸(5)的中軸線(6)為中心包裹著所述前段轉向軸(5)，所述固定螺栓垂直于所述前段轉向軸(5)并且穿過所述本體(12)，所述固定螺栓與調(diào)整部件(2)在轉向柱(1)的轉動平面內(nèi)相對固定，在所述轉向柱(1)的夾持部上的一圓弧形的長孔(10，10’)的縱向延伸方向上，所述本體(12)被彎曲成圓弧形，從而使所述本體(12)以能夠沿著長孔(10，10’)的軌道活動的方式與所述長孔(10，10’)相互匹配。
專利摘要本實用新型涉及一種用于轉向柱的后段導向裝置，包括一本體和一固定螺栓，所述本體具有一個圓弧形的凹口，該凹口與轉向柱的調(diào)整部件的一部分圓柱形外表面相互匹配，所述調(diào)整部件以轉向柱的前段轉向軸的中軸線為中心包裹著所述前段轉向軸，所述固定螺栓垂直于所述前段轉向軸并且穿過所述本體，所述固定螺栓與調(diào)整部件在轉向柱的轉動平面內(nèi)相對固定，在所述轉向柱的夾持部上的一圓弧形的長孔的縱向延伸方向上，所述本體被彎曲成圓弧形，從而使所述本體以能夠沿著長孔的軌道活動的方式與所述長孔相互匹配。
文檔編號B62D1/18GK201305014SQ20092000671
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權日2009年3月6日
發(fā)明者辛榮蘭, 馬庫斯·阿曼 申請人:蒂森克虜伯富奧汽車轉向柱(長春)有限公司