CN107010096B - 车辆转向柱组件和组装的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆转向柱组件和组装的方法。具体而言，一种车辆转向柱组件包括第一轴，其具有从第一轴的端部延伸的第一轴腔。还包括可操作地联接至第一轴的第二轴，第二轴具有布置于其中的第二轴腔。进一步包括布置在第一轴腔和第二轴腔内的扭杆。更进一步包括从第一轴延伸的止挡齿部。还包括限定带有槽口壁的槽口的蜗轮，槽口壁的第一部分构造成与止挡齿部的第一侧接合以限定蜗轮的第一径向边界，槽口壁的第二部分构造成与止挡齿部的第二侧接合以限定蜗轮的第二径向边界。

Description

车辆转向柱组件和组装的方法
技术领域
本文公开的主题涉及车辆转向柱，且更具体而言，涉及带有居中的扭杆的转向柱，以及以确保居中的扭杆的方式组装转向柱的方法。
背景技术
车辆中的动力转向系统使用促动器或蜗杆蜗轮装置来提供辅助且有时包括诸如可变力转向和扭矩覆盖的能力以在系统中提供期望的响应。许多促动器使用布置在阀内的扭杆来随扭矩而变控制阀或其它输入测量装置，且在手轮处为驾驶员提供触觉反馈。
上文描述的系统包括布置在输入轴的中心腔中的机械扭杆。扭杆连接至输出轴和输入轴。扭杆在转向盘上赋予扭矩，其为驾驶员提供触觉响应。另外，扭杆确保用于液压动力转向系统的阀开口随驱动器扭矩而变地受控。在电气动力转向系统中，扭杆的偏转通常利用诸如扭矩传感器的电气装置感测。为了确保扭矩传感器的合适功能和防止扭杆上不均匀的应力，期望使扭杆在顺时针方向上和逆时针方向上相等地扭转。扭杆的扭转由输入轴和输出轴上的称作止挡齿部的机械止挡件限制。然而，扭杆安装过程可关于使扭杆居中固有地导致挑战。
发明内容
根据本发明的示例性实施例，一种车辆转向柱组件包括第一轴，其具有从第一轴的端部延伸的第一轴腔。还包括可操作地联接至第一轴的第二轴，第二轴具有布置于其中的第二轴腔。进一步包括布置在第一轴腔和第二轴腔内的扭杆。更进一步包括从第一轴延伸的止挡齿部。还包括限定带有槽口壁的槽口的蜗轮，槽口壁的第一部分构造成与止挡齿部的第一侧接合以限定蜗轮的第一径向边界，槽口壁的第二部分构造成与止挡齿部的第二侧接合以限定蜗轮的第二径向边界。
根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种组装转向柱组件的方法。该方法包括将扭杆插入到第一轴的第一轴腔中。该方法还包括将扭杆插入到第二轴的第二轴腔中。该方法进一步包括将蜗轮围绕第一轴和第二轴的一部分布置。该方法更进一步包括将蜗轮槽口壁的第一部分布置得与从第一轴延伸的止挡齿部接触以达到第一径向边界位置。该方法还包括转动蜗轮直到蜗轮壁的第二部分与止挡齿部接触以达到第二径向边界位置。该方法进一步包括在蜗轮的转动期间记录转动角度。该方法更进一步包括将蜗轮转动所记录的角度的一半。
根据本发明的还有另一示例性实施例，提供了一种组装转向柱组件的方法。该方法包括将扭杆压配到第一轴的第一轴腔中。该方法还包括将蜗轮围绕第一轴的一部分布置。该方法进一步包括将扭杆插入到第二轴的第二轴腔中。该方法更进一步包括将蜗轮在第一转动方向上转动至第一径向边界位置。该方法还包括将蜗轮在与第一转动方向相反的第二转动方向上转动至第二径向边界位置，第一径向边界位置和第二径向边界位置之间的距离限定角度。该方法进一步包括将蜗轮在第一转动方向上转动该角度的一半。
这些和其它优点和特征从结合附图的以下描述将变得更加显而易见。
附图说明
被认作本发明的主题在说明书的结尾处的权利要求中特别地指出且明确地请求保护。本发明的前述和其它特征和优点将从结合附图的以下详细描述中显而易见，在附图中：
图1是车辆转向柱组件的侧面立视图；
图2是沿线B-B截取的车辆转向柱组件的截面视图；
图3是车辆转向柱组件的蜗轮的透视图；
图4是车辆转向柱组件的输入轴的透视图；
图5是沿线A-A截取的车辆转向柱组件的截面视图，示出第一转动边界位置中的蜗轮；且
图6是沿线A-A截取的车辆转向柱组件的截面视图，示出第二转动边界位置中的蜗轮。
具体实施方式
现在参照附图，其中本发明将参照特定实施例描述，在不限制其的情况下，提供了一种转向柱组件。多种构想的车辆类型可从本文公开的实施例受益，例如，包括汽车。
动力转向系统可将扭杆结合在液压和电气促动器中。扭杆通常通过感测扭杆的偏转和输入轴相对于输出轴的径向运动来促进驱动器扭矩的测量。另外，扭杆还在驱动器和其余转向系统之间提供必要的扭矩耦合，因此为使用者提供期望的触觉“感觉”。扭杆有助于转向柱组件返回中心的运动。因此，期望在转向柱组件的组装期间确保扭杆居中。本文描述的实施例有助于此努力。
现在参照图1、图2和图4，示出了转向柱组件10。转向柱组件10包括输入轴12，本文也称作第一轴。输入轴12可操作地联接至转向盘(未示出)和端部15，且响应于由使用者对转向盘的转动而转动。输入轴12利用扭杆16可操作地联接至输出轴14，本文也称作第二轴，如将在下文进一步描述的那样。在最终组装时，扭杆16在转向盘上赋予扭矩，其为驾驶员提供触觉响应。
扭杆16插入到输入轴12的腔18中。腔18围绕输入轴12的纵向轴线基本居中地布置且从输入轴12的端部20延伸，使得端部20开放以接纳扭杆16。通过将扭杆16压配到腔18中使扭杆16联接至输入轴12。在将扭杆16压配到其与输入轴12联接的状态之后，扭杆16以突出的方式延伸到腔18外。
参照图3，并继续参照图1、图2和图4，蜗轮22限定基本居中布置的凹部36，凹部36由凹部周边壁40和凹部壁38限定。凹部36从蜗轮22的第二侧42延伸且尺寸确定为在其中接纳和包围输出轴14的一部分。槽口24从蜗轮22的第一侧27延伸至凹部壁38。槽口24的尺寸控制为在输入轴12、输出轴14和蜗轮22之间提供期望的角度转动，其中扭杆16用作定心弹簧，如下文详细描述的那样。
通过将由蜗轮22限定的槽口24在输入轴12上滑动使蜗轮22放置在输入轴12上。另外，凹入的周边40松动地配合在输出轴14的输出轴彀29上。
在将蜗轮22和输出轴14放置成可操作接合时，输入轴12经由用于径向定位的输入和输出花键阻挡齿部(未示出)的接合可操作地联接至输出轴14。当输入轴12和输出轴14放置成接合时，扭杆16从输入轴12的腔18突出的部分插入到输出轴14的腔31中。输出轴14的腔31围绕输出轴14的纵向轴线基本居中地布置且从输出轴14的端部32延伸，使得端部32开放以接纳扭杆16。通过将扭杆16压配到腔31中使扭杆16联接至输出轴14。止挡齿部34从输入轴12延伸。也在输入轴12和输出轴14的接合期间，蜗轮槽口24放置在输入轴止挡齿部34上。
现在参照图5和图6，在扭杆16的压配状态下，蜗轮22仍接近输出轴彀29自由转动。在输入轴12和因此扭杆16保持在固定的角度位置的情况下，蜗轮22在第一转动方向50上转动直到达到第一转动边界位置(图5)。第一转动边界位置由槽口壁30的第一部分54和止挡齿部34之间的接触限定。蜗轮22然后在与第一转动方向50相反的第二转动方向56上转动。第二转动方向56上的转动进行得直到达到第二转动边界位置(图6)。第二转动边界位置由槽口壁30的第二部分58和止挡齿部34之间的接触限定。第一转动边界位置和第二转动边界位置之间的转动角度使用测量仪器测量和记录。蜗轮22然后转动记录角度的一半以确保在扭杆16处于自由状态时蜗轮槽口24相对于输入轴阻挡齿部34居中。蜗轮22和输出轴14彼此联接，诸如利用焊接方法。
有利地，上文描述的实施例减少或消除与扭杆16和输入轴12和/或输出轴14之间形成的联接操作(例如压配)固有地相关联的任何偏心效果，从而确保在车辆操作期间扭矩传感器的合适功能。
虽然本发明仅关于有限数目的实施例进行了详细的描述，但应当容易理解本发明不限于这些公开的实施例。相反，本发明可修改以结合这里之前未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数目的变型、改变、替代或等同配置。另外，虽然已经描述了本发明的各种实施例，应理解的是本文明的方面可仅包括描述的实施例中的一些。因此，本发明不看作由前述描述限制。

Claims (15)

1.一种车辆转向柱组件，包括：
第一轴，其具有从所述第一轴的端部延伸的第一轴腔；
可操作地联接至所述第一轴的第二轴，所述第二轴具有布置于其中的第二轴腔；
布置在所述第一轴腔和所述第二轴腔内的扭杆；
从所述第一轴延伸的止挡齿部；以及
蜗轮，其限定带有槽口壁的槽口，所述槽口壁的第一部分构造成与所述止挡齿部的第一侧接合以限定所述蜗轮的第一径向边界，所述槽口壁的第二部分构造成与所述止挡齿部的第二侧接合以限定所述蜗轮的第二径向边界。
2.根据权利要求1所述的车辆转向柱组件，其特征在于，所述槽口从所述蜗轮的第一侧朝所述蜗轮的第二侧延伸。
3.根据权利要求2所述的车辆转向柱组件，其特征在于，所述槽口部分地穿过所述蜗轮延伸。
4.根据权利要求2所述的车辆转向柱组件，其特征在于，所述槽口完全穿过所述蜗轮延伸。
5.根据权利要求2所述的车辆转向柱组件，其特征在于，所述蜗轮包括从所述蜗轮的第二侧延伸至凹部壁的凹部，所述凹部由凹部壁和凹部周边壁限定。
6.根据权利要求5所述的车辆转向柱组件，其特征在于，所述槽口延伸至所述凹部壁。
7.根据权利要求5所述的车辆转向柱组件，其特征在于，所述凹部周边壁包围所述第二轴的一部分。
8.一种组装转向柱组件的方法，包括：
将扭杆插入到第一轴的第一轴腔中；
将所述扭杆插入到第二轴的第二轴腔中；
将蜗轮围绕所述第一轴和所述第二轴的一部分布置；
将蜗轮槽口壁的第一部分布置得与从所述第一轴延伸的止挡齿部接触以达到第一径向边界位置；
转动所述蜗轮直到所述蜗轮槽口壁的第二部分接触所述止挡齿部以达到第二径向边界位置；
在所述蜗轮的转动期间记录转动角度；以及
将所述蜗轮转动所记录的角度的一半。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在将所述蜗轮槽口壁的第一部分布置得与所述止挡齿部接触之前将所述扭杆压配到所述第一轴腔中。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在将所述蜗轮的第一部分布置到所述第一径向边界位置中时和在将所述蜗轮转动到所述第二径向边界位置中时固定所述第一轴的转动位置。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述第二轴焊接至所述蜗轮。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在将所述蜗轮转动所记录的角度的一半之后将所述第二轴焊接至所述蜗轮。
13.一种组装转向柱组件的方法，包括：
将扭杆压配到第一轴的第一轴腔中；
将蜗轮围绕所述第一轴的一部分布置；
将所述扭杆插入到第二轴的第二轴腔中；
将所述蜗轮在第一转动方向上转动至第一径向边界位置；
将所述蜗轮在与所述第一转动方向相反的第二转动方向上转动至第二径向边界位置，所述第一径向边界位置和所述第二径向边界位置之间的距离限定角度；以及
将所述蜗轮在所述第一转动方向上转动所述角度的一半。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一径向边界位置由蜗轮槽口壁的第一部分和从所述第一轴延伸的止挡齿部之间的接触限定，所述第二径向边界位置由所述蜗轮槽口壁的第二部分和所述止挡齿部之间的接触限定。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述第二轴焊接至所述蜗轮。
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