轉(zhuǎn)向柱組件的制作方法
【專利摘要】一種車輛轉(zhuǎn)向柱組件(1)，所述組件包括：護罩，所述護罩包括可軸向移動的上部分(2)和軸向固定的下部分(3)，上部分和下部分可伸縮地移動以調(diào)整轉(zhuǎn)向柱組件(1)的可及距離；轉(zhuǎn)向軸(4)，所述轉(zhuǎn)向軸由護罩支承；樞軸，所述樞軸將所述下部分(3)的一部分連接至車輛的固定部分；夾緊機構(gòu)，所述夾緊機構(gòu)將上部分和下部分和護罩相對于車輛的另一個固定部分固定到位。彈簧支承組件被緊固至車輛的固定部分，并且包括穿過護罩的上部分(2)下方的輪軸(15)以及圓筒形輥子(16)，所述圓筒形輥子圍繞輪軸(15)的一部分，并且具有與護罩的下側(cè)部接合的外表面以及承載于輪軸上的內(nèi)表面，當(dāng)釋放夾緊機構(gòu)時，彈簧支承組件至少部分地支承護罩的重量，當(dāng)護罩為可及距離進行調(diào)整時，圓筒形輥子(16)圍繞輪軸(15)旋轉(zhuǎn)。
【專利說明】轉(zhuǎn)向柱組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛轉(zhuǎn)向柱組件的改進。

【背景技術(shù)】
[0002]已知提供一種轉(zhuǎn)向柱組件，在所述導(dǎo)向柱組件中，轉(zhuǎn)向軸能夠為已知是可及距離(reach)的方向盤高度進行調(diào)整，以及為已知是斜度(rake)的方向盤距離進行調(diào)整。這樣的組件已知為雙調(diào)整轉(zhuǎn)向柱。提供支承轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向柱護罩，所述轉(zhuǎn)向軸則支承方向盤。護罩分為兩個部分:上部分和下部分，且上部分可伸縮于下部分上方或可伸縮至下部分內(nèi)，以允許調(diào)整護罩的長度以及因此調(diào)整方向盤的可及距離。下部分在第一位置處通過樞軸被緊固至車輛，并且上部分在更靠近方向盤的位置處通過可釋放的夾緊機構(gòu)被緊固至車輛的固定部分。當(dāng)夾緊機構(gòu)被夾緊時，護罩的上部分和下部分被鎖定在一起。當(dāng)被釋放時，護罩的上部分和下部分能夠可伸縮地移動，從而能夠調(diào)整可及距離。還有整個護罩能夠通過圍繞樞軸樞轉(zhuǎn)而相對于車輛向上或向下傾斜以調(diào)整斜度。
[0003]方向盤和轉(zhuǎn)向軸以及護罩的重量能夠相當(dāng)大，尤其是當(dāng)柱組件還包括電機和變速箱或扭矩傳感器時，所有這些均為很多電力輔助轉(zhuǎn)向組件的常見部分。如果夾緊機構(gòu)被釋放并且不存在對護罩的一些額外的支承的話，那么方向盤和轉(zhuǎn)向護罩能夠以相當(dāng)大的力量墜落至駕駛員大腿上。還有，當(dāng)將方向盤抬升至所需的位置并且緊固夾緊機構(gòu)時組件的重量可能使得駕駛員不方便。由于駕駛員一般需要抽出一只手來進行夾緊，因此這種調(diào)整可能被證明是繁重的。
[0004]為了解決這個問題，常見的是提供在車輛和護罩的一部分之間起作用的彈簧加載的支承機構(gòu)。當(dāng)夾緊組件被釋放用于調(diào)整時，彈簧機構(gòu)承載護罩和軸以及方向盤的一部分重量。當(dāng)駕駛員試圖進行斜度調(diào)整時這通過承載一些重量而緩沖組件的墜落并且輔助駕駛員。
[0005]在彈簧加載的支承機構(gòu)的可能先前技術(shù)布置方案的一個已知示例中，彈簧機構(gòu)包括具有支承條的系帶，所述支承條穿過護罩的上部分下方并且在每一個端部處連接至各自的彈簧臂。一個臂設(shè)置于護罩的每一個側(cè)部上，并且將臂的端部連接至一般在護罩上方的車輛主體的固定部分。每一個臂包括盤簧或片簧。在為了可及距離而調(diào)整組件時，當(dāng)系帶相對于下部分移動時系帶的基部必須在上人護罩的下表面上方滑動。如果摩擦力很大則這個移動能夠相當(dāng)艱難，并且運行可能為嘈雜的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)第一方面本發(fā)明提供車輛轉(zhuǎn)向柱組件，所述組件包括:護罩，所述護罩包括可軸向移動的上部分和軸向固定的下部分，上部分和下部分可伸縮地移動以調(diào)整轉(zhuǎn)向柱組件的可及距離；轉(zhuǎn)向軸，所述轉(zhuǎn)向軸由護罩支承；樞軸，所述樞軸將所述下部分的一部分連接至車輛的固定部分；夾緊機構(gòu)，所述夾緊機構(gòu)將上部分和下部分相對于彼此可釋放地固定到位，并且還將護罩相對于車輛的另一個固定部分固定到位；以及彈簧支承組件，所述彈簧支承組件被緊固至車輛的固定部分，并且包括穿過護罩的上部分下方的輪軸以及圓筒形輥子，所述圓筒形輥子圍繞輪軸的一部分，并且具有與護罩的下側(cè)部接合的外表面以及承載于輪軸上的內(nèi)表面，以使得當(dāng)釋放夾緊機構(gòu)時，彈簧支承組件至少部分地支承護罩的重量，當(dāng)護罩為可及距離進行調(diào)整時，圓筒形輥子圍繞輪軸旋轉(zhuǎn)。
[0007]當(dāng)護罩為可及距離進行調(diào)整時，可以為大體圓筒形的輥子可沿護罩滾動，且在護罩和輥子元件的外表面之間幾乎沒有滑動或者沒有滑動。
[0008]可以認為是輪子的圓筒形輥子被布置為使得圓筒形輥子的內(nèi)面部和輪軸形成滑動軸承，由此輥子能夠直接接合輪軸表面，并且當(dāng)護罩被調(diào)整且輥子圍繞輪軸轉(zhuǎn)動時輥子相對于輪軸表面滑動。軸承可以被設(shè)置于輪軸和輥子之間，并且可選地軸襯可以被設(shè)置于輪軸和輥子之間。 申請人:已經(jīng)理解的是，調(diào)整不經(jīng)常發(fā)生并且因此磨損并不構(gòu)成問題，并且與抵抗護罩的可及距離調(diào)整的其他力相比所存在的摩擦力相對較低，所以對于許多實施例來說簡單的滑動軸承可以為優(yōu)選的布置方案。
[0009]在輥子上的任一給定位置處，介于與輪軸接合的輥子的外表面和內(nèi)表面之間的距離可以為輪軸的外直徑的至少兩倍，并且優(yōu)選地為直徑的至少3倍或者可能大于直徑的4倍。 申請人:已經(jīng)理解的是，輥子上相對于輪軸的這個距離(所述距離將為圓筒形輥子的半徑)越大，則摩擦力越小并且使得輥子轉(zhuǎn)動所需的力越小。 申請人:已經(jīng)理解的是，減小的力是有利的，原因在于其減小使得護罩可伸縮地移動所需的力。
[0010]輥子可以被分解為兩個可釋放連接的圓周段，所述兩個可釋放連接的圓周段能夠使得段在被連接以形成最終的輥子之前圍繞輪軸進行組裝。兩個圓周段可以通過卡扣裝配連接部進行連接。為了實現(xiàn)卡扣裝配連接，圓周段的至少一部分需要為有彈性的，并且能夠通過提供由塑料材料制成的輥子來輕易實現(xiàn)。
[0011]輥子可以包括輪軸穿過的中心孔，但是，只要輥子在輪軸上轉(zhuǎn)動，則輪軸能夠與稍微偏離中心的孔一同使用。
[0012]與護罩的下側(cè)部接合的輥子的外表面可以在其整個寬度上成碟形，朝向邊緣相對于中心稍微地抬升，從而容許表面與管狀護罩的彎曲表面相符合。
[0013]彈簧支承組件可以包括至少一個彈簧臂，所述至少一個彈簧臂朝向一個端部被固定至車輛并且在相對的端部處連接至支承輥子的輪軸。臂可以沿護罩的一個側(cè)部延伸。
[0014]在優(yōu)選的布置中，彈簧支承組件包括:一對彈簧臂，在護罩的每一個側(cè)部上具有一個彈簧臂；以及連接桿，所述連接桿連結(jié)彈簧臂的相對的端部，并且在護罩下方穿過，連接桿形成用于輥子的輪軸。
[0015]在修改方案中，彈簧支承組件可以包括:一對彈簧臂，在護罩的每一個側(cè)部上具有一個彈簧臂；以及連接桿，所述連接桿連結(jié)彈簧臂的相對的端部，并且在護罩下方穿過，并且其中，用于輥子的輪軸在輥子的任一側(cè)部上的間隔開的位置處位于彈簧支撐組件的各自部分上。
[0016]輪軸可以被支承于形成在彈簧臂中的定位凹槽或凹口內(nèi)，所述定位凹槽或凹口限定用于輪軸的軸承?？梢酝ㄟ^將彈簧臂的一部分彎曲成U形而形成定位凹槽，輪軸位于U形的底部中。
[0017]在輪軸與彈簧支承組件分離且被彈簧支承組件支承的情況下，輥子能夠被固定至輪軸上以使得輪軸和輥子旋轉(zhuǎn)到一起。輥子可以被包覆模制至輪軸上。替代地，輥子可以通過一個或多個軸承安裝至輪軸上。
[0018]上護罩的與輥子接合的區(qū)域可以由低摩擦力材料制成，諸如PTFE，或者可以為拋光金屬表面。類似地，輪軸的軸承表面或輥子的內(nèi)面部可以由低摩擦力材料制成。有利地，在一些布置方案中，護罩的與輥子接觸的表面簡單地為金屬護罩的一部分，從而減少在制作過程中所需的步驟數(shù)量。
[0019]減振彈簧(countersprung)支承組件的臂可以由彎曲金屬桿形成，且彎曲金屬桿的中心部分形成在護罩下方穿過以提供支承的輪軸，并且彎曲金屬桿的端部被彎曲以形成包括扭力盤簧部分的臂。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]當(dāng)前將僅通過示例參考附圖描述本發(fā)明的一個實施例，其中:
[0021]圖1為根據(jù)從一個側(cè)部見到的根據(jù)本發(fā)明第一方面的包括轉(zhuǎn)向柱組件的轉(zhuǎn)向組件的不意圖；
[0022]圖2為從下方至一個側(cè)部角度觀察的圖1的轉(zhuǎn)向柱組件的視圖；
[0023]圖3為彈簧組件的包括側(cè)部臂、輪軸和輥子的部分的放大立體圖，以及
[0024]圖4為根據(jù)本發(fā)明的進一步實施例的替代的彈簧組件、輪軸和輥子的視圖。

【具體實施方式】
[0025]在附圖的圖1和2中示出轉(zhuǎn)向柱組件I。組件包括可伸縮的護罩，所述可伸縮的護罩具有可軸向移動的上部分2和軸向固定的下部分3。上部分和下部分一般為管狀的，且下部分的上端部裝配至上部分的下端部內(nèi)。下部分通過樞軸固定至車輛(未示出)。轉(zhuǎn)向軸4被支承于連結(jié)(journaled)至護罩內(nèi)側(cè)的軸承中，方向盤5連接至軸4的上端部，并且可選的電力輔助轉(zhuǎn)向變速箱5連接至轉(zhuǎn)向軸4的與方向盤最遠的端部。變速箱5將軸4連接至電機，當(dāng)駕駛員試圖轉(zhuǎn)動方向盤時所述電機通過施加與駕駛員所施加的扭矩相同的扭矩而提供輔助。變速箱還以已知的方式通過諸如轉(zhuǎn)向齒條的其他機械連結(jié)部將軸連接至車輪(未示出)。
[0026]可伸縮的護罩2、3在一個位置6處通過靠近變速箱的樞軸(未示出)固定至車輛，并且在更靠近方向盤的另一個位置處通過可調(diào)整的夾緊機構(gòu)固定至車輛。夾緊組件可以為任何已知的形式，并且當(dāng)處于夾緊狀態(tài)中時功能上防止上護罩部分軸向地移動，并且當(dāng)處于松開狀態(tài)中時容許上護罩部分軸向地移動，以允許轉(zhuǎn)向組件的可及距離調(diào)整。夾緊組件也可以被布置為在撞車過程中大量負載施加于方向盤的情況下允許上護罩部分軸向地坍縮。
[0027]夾緊機構(gòu)也使得護罩2、3能夠圍繞樞軸向上和向下傾斜以提供方向盤的斜度調(diào)整。這個移動僅當(dāng)夾緊機構(gòu)處于松開狀態(tài)中時可進行，當(dāng)夾緊機構(gòu)處于夾緊狀態(tài)中時被阻止。
[0028]夾緊機構(gòu)包括固定支架6，所述固定支架6具有在剖面上(當(dāng)沿護罩的長度觀察時)倒置的U形。U形支架6的基部7被剛性地固定至護罩2、3上方的車輛主體，并且具有沿護罩的任一側(cè)部向下懸垂的兩個臂。圖1可見的剖面也為U形的夾緊導(dǎo)軌8沿護罩的長度焊接至護罩的頂部，所述護罩被固定支架6的臂圍繞。夾緊導(dǎo)軌8滑動裝配至支架6的臂內(nèi)，以使得夾緊導(dǎo)軌的側(cè)壁接觸支架6的臂的內(nèi)側(cè)并且防止護罩相對于支架6進行過度的側(cè)部對側(cè)部移動。如所示，導(dǎo)軌8被固定至護罩的具有更大直徑的第二構(gòu)件的頂部。
[0029]支架6的每一個臂設(shè)置有豎直延伸的細長開槽。能夠在圖2中見到一個開槽9。夾緊導(dǎo)軌8的每一個側(cè)壁設(shè)置有如圖1所示的大體上水平的開槽10。夾緊螺栓11穿過臂和側(cè)部導(dǎo)軌中的開槽，并且在一個端部上設(shè)置有固定頭部以及另一個端部上設(shè)置有被手柄12操作的可調(diào)整頭部。駕駛員能夠旋轉(zhuǎn)手柄12，以將可調(diào)整頭部朝向固定頭部移動。這將支架的臂夾緊至夾緊導(dǎo)軌的側(cè)壁并且將護罩鎖定到位。駕駛員也能夠移動手柄12，以擴張固定頭部和可調(diào)整頭部之間的距離，這松開了支架臂和夾緊導(dǎo)軌。在這種狀態(tài)下夾緊螺栓能夠沿豎直的導(dǎo)軌上下滑動以給出斜度調(diào)整，并且沿水平的開槽滑動以給出可及距離調(diào)整。
[0030]將被理解的是，護罩2、3、轉(zhuǎn)向軸4、方向盤以及夾緊機構(gòu)的移動部分的重量是相當(dāng)大的。彈簧支承機構(gòu)因此被設(shè)置用于當(dāng)夾緊組件被松開時承載一些重量。
[0031]彈簧支承組件由彎曲的金屬線或桿形成，如圖2和3中所示。彈簧支承組件具有形成輪軸15的下部分，所述輪軸15在護罩2、3下方穿過，并且通過兩個彈簧臂13、14 (護罩每個側(cè)部上具有一個彈簧臂)被連接至車輛。每一個臂包括具有多線圈匝數(shù)的扭力盤簧，所述多線圈匝數(shù)的扭力盤簧形成介于下支承部分和固定支架之間的直角連接部。如果夾緊機構(gòu)被釋放且方向盤在其最高的斜度位置處，那么彈簧支承機構(gòu)緩沖護罩的墜落。通常地，臂的彈簧剛度被選定為使得護罩將在其中間高度位置處平衡。隨后當(dāng)彈簧承擔(dān)大部分重量時駕駛員更容易將方向盤抬升至所需的斜度。替代地，臂的彈簧剛度可以被選定為使得護罩被平緩地抬升至其最高位置。
[0032]如圖3中最清晰地示出的，輪軸15承載輥子或輪16，輥子16和輪軸15之間的接口形成滑動軸承。輥子16的外圓周表面為一般圓筒形的，從而在其整個寬度上稍微成碟形，以與輥子所接觸的上護罩部分2的外輪廓相匹配。
[0033]當(dāng)護罩的可移動護罩上部分2在可及距離調(diào)整過程中移動時，這導(dǎo)致輥子16圍繞彈簧支承組件的輪軸移動。輥子16—般不相對于護罩的下側(cè)部滑動，而是沿護罩的下側(cè)部滾動。在輥子16的內(nèi)面部和輪軸15的表面之間發(fā)生滑動運動。能夠示出的是，假設(shè)摩擦系數(shù)不變的情況下，與輪軸和護罩的下側(cè)部之間的直接滑動接觸相比，圍繞輪軸的輥子的使用按輥子的內(nèi)直徑與外直徑的比值減小了摩擦力。因此，對于1:4的比值(內(nèi)直徑與外直徑之比)來說，滑動彈簧支承件的摩擦力被減小至沒有輥子時將具有的數(shù)值的25%。
[0034]在圖4中示出的修改方案中，彈簧支承件可以與支承輥子的輪軸分離。彈簧支承件與第一實施例大體上相同，且兩個支承臂130、140被橫桿150連接。橫桿不形成輪軸。相反，提供了分離的輪軸160，所述分離的輪軸160朝向其端部被支承于形成于臂中的定位凹槽170、180中。通過將每一個臂彎曲至接近橫桿150的U形而形成定位凹槽。輪軸160位于U形的基部中。輪軸承載輥子190，所述輥子190在這個實施例中被包覆模制至輪軸上。這個輥子以類似于第一個實施例的方式接合護罩的下側(cè)部。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛轉(zhuǎn)向柱組件，所述組件包括:護罩，所述護罩包括可軸向移動的上部分和軸向固定的下部分，上部分和下部分可伸縮地移動以調(diào)整轉(zhuǎn)向柱組件的可及距離；轉(zhuǎn)向軸，所述轉(zhuǎn)向軸由護罩支承；樞軸，所述樞軸將所述下部分的一部分連接至車輛的固定部分；夾緊機構(gòu)，所述夾緊機構(gòu)將上部分和下部分相對于彼此可釋放地固定到位，并且還將護罩相對于車輛的另一個固定部分固定到位；以及彈簧支承組件，所述彈簧支承組件被緊固至車輛的固定部分，并且包括護罩的上部分下方穿過的輪軸以及包括圓筒形輥子，所述圓筒形輥子圍繞輪軸的一部分，并且具有與護罩的下側(cè)部接合的外表面以及承載于輪軸上的內(nèi)表面，以使得當(dāng)釋放夾緊機構(gòu)時，彈簧支承組件至少部分地支承護罩的重量，當(dāng)護罩為可及距離進行調(diào)整時，圓筒形輥子圍繞輪軸旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向柱組件，其中，當(dāng)護罩為可及距離進行調(diào)整時，使用中的輥子沿護罩滾動，且在護罩和輥子元件的外表面之間幾乎沒有滑動或者沒有滑動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)向柱組件，其中，輥子被布置為使得輥子的內(nèi)面部和輪軸的表面形成滑動軸承，由此輥子能夠直接接合輪軸表面，并且當(dāng)護罩被調(diào)整且輥子圍繞輪軸轉(zhuǎn)動時輥子相對于輪軸表面滑動。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的轉(zhuǎn)向柱組件，其中，輥子為大體圓筒形的，并且輥子的外直徑為輪軸的外直徑的至少兩倍、或者至少為3倍、或者大于4倍。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的轉(zhuǎn)向柱組件，其中，彈簧支承組件包括至少一個彈簧臂，所述至少一個彈簧臂在一個端部處被固定至車輛并且在相對的端部處連接至支承輥子的輪軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)向柱組件，其中，彈簧支承組件包括:一對彈簧臂，在護罩的每一個側(cè)部上具有一個彈簧臂；以及連接桿，所述連接桿連結(jié)彈簧臂的相對的端部，并且在護罩下方穿過，連接桿形成用于輥子的輪軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的轉(zhuǎn)向柱組件，其中，彈簧支承組件的所述臂或每一個臂由彎曲金屬桿形成，且彎曲金屬桿的中心部分形成在護罩下方穿過以提供支承的輪軸，并且彎曲金屬桿的端部被彎曲以形成包括扭力盤簧部分的臂。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的轉(zhuǎn)向柱組件，其中，彈簧支承組件包括:一對彈簧臂，在護罩的每一個側(cè)部上具有一個彈簧臂；以及連接桿，所述連接桿連結(jié)彈簧臂的相對的端部，并且在護罩下方穿過，并且其中，輪軸被支承臂支承于輥子的任一側(cè)部上的間隔開的位置處。
【文檔編號】B62D1/189GK104470790SQ201380030694
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月18日
【發(fā)明者】N·戴維斯, M·A·威爾克斯 申請人:Trw有限公司