CN109421787A - 手动可调节转向柱的去间隙组件 - Google Patents

手动可调节转向柱的去间隙组件 Download PDF

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Abstract

转向柱组件包括第一护套。还包括可操作地联接到第一护套的第二护套，第一护套可相对于第二护套在伸出位置与缩回位置之间手动地伸缩移动。还包括去间隙组件，该去间隙组件包括与第一护套的外表面接触的至少一个轴承。去间隙组件还包括调节部件组件，该调节部件组件可操作地联接到至少一个轴承，以调节由轴承施加在第一护套的外表面上的负载。

Description

手动可调节转向柱的去间隙组件
背景技术
以下描述涉及转向柱组件，并且更具体地，涉及一种具有用于自主或半自动车辆的手动释放(unstow)功能的动力可调节柱。
可调节转向柱组件被限制为将方向盘(steering wheel，转向盘)保持在驾驶员可达到位置附近的一定范围的运动。然而，在某些情况下，自主或半自主驾驶***的进步可以消除这种限制。如果方向盘远离驾驶员缩回到缩回位置，例如存放位置(stowed position，收起位置)，则可期望将柱保持在缩回位置，同时允许驾驶员快速且容易地将方向盘重新定位到伸出位置。
转向柱组件通常需要施加力并使动力伸缩(telescope)转向护套去间隙(de-lash)，以增加固有频率和刚度。这可以通过弹簧加载衬套来实现。伸缩式柱护套之间的负载改善了柱的一些功能需求，但在衬套的接口与伸缩护套之间产生过大的摩擦。当这种摩擦施加于需要或允许手动释放柱组件的转向柱时，其产生的负载对于大多数用户来说太高。
发明内容
根据本公开的一个方案，一种转向柱组件包括第一护套。还包括可操作地联接到第一护套的第二护套，第一护套可相对于第二护套在伸出位置与缩回位置之间手动地伸缩移动。还包括一去间隙组件，其包括与第一护套的外表面接触的至少一个轴承。去间隙组件还包括调节部件组件，该调节部件组件可操作地联接到至少一个轴承，以调节由轴承施加在第一护套的外表面上的负载。
根据本公开的另一方案，一种用于自主或半自主车辆的转向柱组件包括具有外表面的第一护套。还包括可操作地联接到第一护套的第二护套，第一护套可相对于第二护套在伸出位置与缩回位置之间手动地伸缩移动，第二护套限定具有多个孔壁的多个孔(bore，镗孔)。还包括至少部分地位于第二护套的孔内的多个去间隙组件，多个去间隙组件中的每个去间隙组件包括轴承壳体，该轴承壳体限定一对凹槽并设置在第二护套的孔内。每个去间隙组件还包括与第一护套的外表面接触的一对轴承，每个轴承设置在轴承壳体的其中一个凹槽内。每个去间隙组件还包括延伸穿过轴承壳体的孔洞(aperture)的一对保持销，每个保持销延伸穿过轴承壳体的相应孔洞并穿过一对轴承中的一个轴承的中心孔洞。每个去间隙组件还包括调节杯，该调节杯与轴承壳体可操作地接触并且可调节以调节由轴承施加在第一护套的外表面上的负载。每个去间隙组件还包括设置在调节杯与轴承壳体之间的弹簧。
从以下结合附图的描述中，以上和其他优点和特征将更加明显。
附图说明
在说明书结尾的权利要求中特别指出并清楚地声明了被视为本发明的主题。通过以下结合附图的详细描述，本发明的前述和其他特征以及优点将变得显而易见，在附图中：
图1是具有去间隙组件的转向柱组件的一部分的立体图，该去间隙组件处于分解状态；以及
图2是去间隙组件的剖视图。
具体实施方式
现在参考附图，其中将参考具体实施例描述本发明，但不限于此，其中公开了一种具有手动存放能力的转向柱组件。本文描述的实施例可以与各种类型的转向柱一起使用。特别地，电动助力转向***以及自主或半自主驾驶***是可受益于本文公开的实施例的车辆转向柱的示例。术语“自主”或“半自主”是指被配置为在没有来自驾驶员的持续输入(例如转向、加速、制动等)的情况下执行操作并可配备有高级驾驶员辅助转向(ADAS)***以允许使用传感、转向和/或制动技术自主控制车辆的车辆或车辆子***。
参照图1，示出了转向柱组件10。转向柱组件包括转向轴(未示出)，转向轴设置在第一护套16(可被称为上护套)内。上护套16与第二护套18(可被称为下护套)可伸缩地连接。护套16、18的伸缩设置允许柱组件，并因此允许方向盘平移以提供方向盘相对于就座驾驶员的调节能力。通常，转向柱组件10可在第一移动范围内调节，该第一移动范围限制为允许驾驶员舒适地触及并操纵方向盘以在手动驾驶模式下手动转向车辆的一系列位置。该第一缩回限制是由转向柱组件提供的通常伸缩缩回限制。然而，如上所述，本文公开的转向柱组件10可以用于自主或半自主车辆中。在这样的实施例中，转向柱组件10可以远离驾驶员并且朝向或者进入车辆的仪表板缩回至超出通常范围的手动转向位置的一系列位置。该额外的移动范围被称为转向柱组件10的第二移动范围。
第一移动范围或位置限定转向柱组件10的伸出位置，第二移动范围或位置限定缩回(或存放)位置。当车辆处于手动转向或驾驶模式时采用伸出位置，而当车辆处于自主或半自主驾驶模式时可以使用缩回位置。缩回位置为驾驶员提供了更多空间，从而提供更强的舒适性或功能性。在本文所述的实施例中，转向柱组件10是可手动缩回的，使得驾驶员可以在转向柱组件10上手动地向自身施加力以使上护套16相对于下护套18平移。如上所述，这可以在第一移动范围和/或第二移动范围内实现。
如图1的分解图所示，提供一去间隙组件20作为转向柱组件10的一部分。去间隙组件20包括多个部件，这些部件至少部分地设置在由下护套的孔壁24限定的孔22内。在所示实施例中，下护套18包括两个孔22，但是应当理解，可以提供更少或更多的孔22。孔22提供了至少部分地容纳去间隙组件20的空间，并为去间隙组件20与上护套16的外表面26之间的接触提供了通路。去间隙组件20与外表面26之间的接触便于在上护套16上施加力，以增加转向柱组件10的固有频率和刚度。
去间隙组件20包括调节杯28、轴承壳体30、弹簧32、至少一个轴承34和至少一个保持销36。这些部件在本文中进行详细描述。
现在参照图2，转向柱组件10的剖视图更详细地示出了去间隙组件20，且该去间隙组件20处于组装状态。如上所述，整个转向柱组件10可以包括沿着转向柱组件10位于不同轴向和/或周向位置的多个去间隙组件。出于讨论的目的，这里详细描述了单个去间隙组件20。
如上所述，预期提供单个轴承。然而，在一些实施例中，包括多个轴承，例如所示的一对轴承34。这对轴承34中的每个轴承都位于由轴承壳体30限定的凹槽40内。特别地，凹槽40从轴承壳体30的第一端42延伸。第一端42是弧形的，以适应上护套16的曲率，但通常在第一端42与上护套16的外表面26之间存在间隙44。轴承34和凹槽40的深度的尺寸设计成使轴承34的一部分从凹槽40突出，滚动表面46与上护套16的外表面26的接触表面48接触。接触表面48是光滑表面，其不需要座圈(races)来进行轴承34的预期操作。
轴承34相对于彼此以非平行的角度定向，如图示实施例中所示。特别地，轴承34的滚动表面46定向为大致垂直于从上护套16的轴向中心线A延伸到接触表面48的径向线R。这确保了在上护套16相对于下护套18平移期间施加于上护套16的负载一致以及确保轴承34与上护套16之间的平滑滚动接合。
轴承34被一对保持销36保持在凹槽40内。保持销36延伸穿过由轴承壳体30限定的相应孔洞。具体地，每个保持销36延伸穿过轴承壳体30的侧壁48并延伸穿过相应轴承的中心孔洞。保持销36具有位于由孔壁24限定的相应腔52内的端部50，以固定保持销36的位置，并在孔22内提供去间隙组件10的额外刚性。在一些实施例中，可以预期，保持销36与孔壁24之间的摩擦或替代的联接装置足以保持保持销36。
为了调整通常使用去间隙组件20(具体为轴承34)施加在上护套16上的负载，一调节部件组件60可操作地联接到轴承34。调节部件组件60包括大致呈柱形的调节杯28。调节杯28包括外表面64，外表面64上具有螺纹图案68。螺纹图案68可与孔壁24的螺纹部分70螺接。如图所示，调节杯28限定围绕轴承壳体30的一部分的中空内部。弹性元件，例如弹簧32被夹在调节杯28与轴承壳体30的第二端74之间。弹簧32可以是各种类型的弹簧，例如叠层波形弹簧或碟形弹簧。
在操作中，当旋转调节杯28以调节调节杯28在孔22内的位置时，调节施加在上护套16上的负载。使用轴承34便于负载调节，但是提供了滚动元件以减少驾驶员手动平移转向柱组件10的手动存放/释放工作量。
虽然仅结合有限数量的实施例详细描述了本发明，但应当容易理解，本发明不限于这些公开的实施例。相反地，可以修改本发明以结合此前未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变型、替代、更换或等同布置。另外，虽然已经描述了本发明的各实施例，但是应理解，本发明的各方面可以仅包括所描述的实施例中的一些。因此，本发明不应受限于前述描述。

Claims (15)

1.一种转向柱组件，包括：
第一护套；
第二护套，其能操作地联接到所述第一护套，所述第一护套能相对于所述第二护套在伸出位置与缩回位置之间手动地伸缩移动；以及
去间隙组件，包括：
至少一个轴承，其与所述第一护套的外表面接触；以及
调节部件组件，其能操作地联接到所述至少一个轴承，以调节由所述轴承施加在所述第一护套的外表面上的负载。
2.根据权利要求1所述的转向柱组件，其中，所述至少一个轴承是一对轴承中的一个轴承，每个所述轴承至少部分地设置在轴承壳体的相应凹槽内，所述轴承壳体设置在由所述第二护套的孔壁限定的孔内。
3.根据权利要求2所述的转向柱组件，其中，该对轴承定位为相对于彼此非平行地定向。
4.根据权利要求3所述的转向柱组件，其中，该对轴承中的每个轴承包括与所述第一护套的外表面的相应接触位置接触的滚动表面，所述接触位置垂直于在所述第一护套的轴向中心线与所述第一护套的外表面之间延伸的径向线。
5.根据权利要求2所述的转向柱组件，还包括延伸穿过所述轴承壳体的孔洞的一对保持销，每个所述保持销延伸穿过所述轴承壳体的相应孔洞并延伸穿过该对轴承中的一个中心孔洞。
6.根据权利要求5所述的转向柱组件，其中，每个所述保持销具有设置在由所述孔壁限定的相应腔内的端部。
7.根据权利要求2所述的转向柱组件，其中，所述至少一个调节部件组件包括调节杯和弹簧，所述弹簧设置在所述调节杯与所述轴承壳体之间。
8.根据权利要求7所述的转向柱组件，其中，所述弹簧是叠层波形弹簧。
9.根据权利要求7所述的转向柱组件，其中，所述弹簧是碟形弹簧。
10.根据权利要求7所述的转向柱组件，其中，所述调节杯包括在所述调节杯的外表面上的螺纹图案，所述调节杯能与所述孔壁螺纹接合。
11.根据权利要求1所述的转向柱组件，其中，所述第一护套的外表面是限定恒定外径的光滑表面。
12.根据权利要求1所述的转向柱组件，其中，所述转向柱组件用于自主驾驶辅助转向(ADAS)***。
13.一种用于自主或半自主车辆的转向柱组件，包括：
第一护套，其具有外表面；
第二护套，其能操作地联接到所述第一护套，所述第一护套能相对于所述第二护套在伸出位置与缩回位置之间手动地伸缩移动，所述第二护套限定具有多个孔壁的多个孔；以及
多个去间隙组件，其至少部分地位于所述第二护套的孔内，所述多个去间隙组件中的每个去间隙组件包括：
轴承壳体，其限定一对凹槽并设置在所述第二护套的孔内；
一对轴承，其与所述第一护套的外表面接触，每个所述轴承设置在所述轴承壳体的其中一个凹槽内；
一对保持销，其延伸穿过所述轴承壳体的孔洞，每个所述保持销延伸穿过所述轴承壳体的相应孔洞并延伸穿过该对轴承中的一个中心孔洞；
调节杯，其与所述轴承壳体能操作地接触，并且能调节，以便调节由所述轴承施加在所述第一护套的外表面上的负载；以及
弹簧，其设置在所述调节杯与所述轴承壳体之间。
14.根据权利要求13所述的转向柱组件，其中，该对轴承定位为相对于彼此非平行地取向。
15.根据权利要求14所述的转向柱组件，其中，该对轴承中的每个轴承包括与所述第一护套的外表面的相应接触位置接触的滚动表面，所述接触位置垂直于在所述第一护套的轴向中心线与所述第一护套的外表面之间延伸的径向线。
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