[发明专利]一种车辆转向柱

说明书

技术领域

本发明涉及车辆转向系统领域，尤其是涉及一种车辆转向柱。

背景技术

目前车辆用的转向柱产品，在结构形式上，绝大多数的扭转刚度为恒定值、不可变化的特点，在整个转向过程中作用在方向盘上的力都是恒定不变的。但是在车辆的实际使用过程中，当驾驶员进行转向操作时，希望施加在方向盘的手力是随着角度变化而变化的。如果转向力可以随着转向角度的增加而逐渐增大，是一种非常好的转向感觉。同时，方向盘如果能尽量保持在中间位置，便于驾驶员的主观感觉和判断，从而降低行驶过程中的疲劳程度。具体的说，就是使车辆的方向盘更容易回到并保持在中间位置，增强驾驶员的直线行驶感觉，降低疲劳。特别是在高速公路长时间行驶的情况下对驾驶非常有利。而上述的要求，常规结构的转向柱产品，是无法实现的。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆转向柱，解决普通车辆转向柱不能实现转向过程中作用在方向盘上的转向力随着转向角度的增大而增大，不能使方向盘更容易回到并保持在中间位置的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种车辆转向柱，包括转向柱；所述的转向柱分为上轴和下轴两段，所述的上轴和下轴之间通过刚度可变的扭杆连接；所述的上轴的内圆上开设有内齿，下轴的外圆上设置有与上轴的内齿相对应的外齿；方向盘对中时，上轴的内齿置于下轴的相邻外齿中间位置间隙联接。

在本发明中，转动方向盘，所述的内齿和外齿完全接触时，上轴从方向盘对中位置单边转动角度范围设定在6-10度。

所述的扭杆的左端与上轴采用过盈配合方式连接；所述的扭杆的右端与下轴采用销固定连接。

所述的上轴的内齿和下轴的外齿均为6个。

为了防止灰尘进入，所述的上轴和下轴的连接处设置有护罩。

本发明的有益效果：由于转向柱分为上轴和下轴两段，上轴和下轴之间通过刚度可变的扭杆连接，上轴的内齿置于下轴的相邻外齿中间位置间隙联接。转动方向盘在一定角度范围内，作用方向盘上的转向力随着转向角度的增大而增大，提供一种非常好的转向感觉。使方向盘更容易回到并保持在中间位置，增强驾驶员的直线行驶感觉，降低驾驶疲劳。

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

图1为现有技术转向柱的构造示意图。

图2为本发明转向柱的构造示意图。

图3为本发明上轴、下轴和扭杆的配合关系剖视图。(方向盘对中时)

图4为本发明上轴、下轴和扭杆的配合关系剖视图。(转向操纵时)

图5为本发明转向力曲线图。

图中：1.轴向柱、2.方向盘连接端、3.上轴、31.内齿、4.下轴、41.外齿、5.扭杆、6.销、7.护罩。

具体实施方式

实施例1，如图1至5所示，一种车辆转向柱，包括转向柱1，转向柱的上端通过万向节与方向盘转轴连接，方向盘转轴的另一端为方向盘连接端2，转向柱下端也通过万向节与转向执行机构连接。所述的转向柱分为上轴3和下轴4两段，所述的上轴和下轴之间通过刚度可变的扭杆5连接，所述的扭杆5的左端与上轴3采用过盈配合方式连接，所述的扭杆5的右端与下轴4采用销6固定连接。所述的上轴3的内圆上开设有内齿31，下轴4的外圆上设置有与上轴的内齿31相对应的外齿41；方向盘对中时，上轴的内齿31置于下轴的相邻外齿41中间位置间隙联接。所述的上轴的内齿31和下轴的外齿41均为6个。

为了防止灰尘进入，所述的上轴和下轴的连接处设置有护罩7。

转动方向盘，所述的内齿和外齿完全接触时，上轴从方向盘对中位置单边转动角度A的范围设定在6-10度。

本发明的工作原理是，在转向操作开始阶段，完全利用变刚度结构中扭杆的弹性变形传递转向力，此时转向力相对较小，并随着转角输入的增加而线型增加；当转向输入力增大到一定程度，上轴和下轴相对转动角度为A时，上轴的内齿和下轴的外齿完全接触，转向柱变为直接传动，此时刚度不再变化，转向力不变；当转向操作完成后，驾驶员松开方向盘，此时扭杆恢复变形开始回弹，则方向盘可以更快回到中间位置。

本发明中，转动方向盘在一定角度范围内，作用方向盘上的转向力随着转向角度的增大而增大，提供一种非常好的转向感觉。方向盘更容易回到并保持在中间位置，增强驾驶员的直线行驶感觉，特别是在高速公路长时间行驶的情况，降低驾驶疲劳。