CN117545643A - 稳定器杆的断开连接 - Google Patents

Abstract

一种稳定器杆具有第一连接位置和第二断开位置。一个侧杆固定至壳体，而另一侧杆固定至壳体内的郁金香形件。该壳体具有多个轴向凹槽。该郁金香形件限定有多个槽，当车辆处于水平状态时，所述多个槽与凹槽对准。螺母具有多个径向地延伸的销，使得螺母以扭转的方式联接至壳体。在第一连接位置中，销配装在郁金香形件的槽内，以将螺母和壳体以扭转的方式联接至郁金香形件。为了便于实现第二断开位置，马达驱动的致动器使螺母轴向地移动，使得销不再与槽接合。当马达动力被撤回时，弹簧将螺母推动返回至第一连接位置。

Description

稳定器杆的断开连接

相关申请的交叉引用

本申请要求于2022年6月17日提交的美国非临时专利申请17/843,234的优先权，该美国非临时专利申请又要求于2021年8月20日提交的美国临时专利申请63/235,211的优先权，该美国临时专利申请的全部公开内容通过参引并入本文中。

技术领域

本公开涉及用于车辆的稳定器杆。更具体地，本公开涉及可以断开连接以用于改善越野性能的稳定器杆。

背景技术

许多现代车辆悬架都包括稳定器杆。稳定器杆可以平衡左轮和右轮相对于车辆框架或车身的竖向运动。然而，在一些情况下，可能期望车辆一侧的轮具有较大的竖向运动，而另一侧的轮没有相应的竖向运动。左轮和右轮的独立运动有助于使轮保持在地面上，并提供越过障碍物的间隙。

发明内容

车辆稳定器包括第一侧杆和第二侧杆、壳体、郁金香形件、螺母和致动器。壳体固定至第一侧杆，并限定有两个或更多个轴向凹槽。郁金香形件固定至第二侧杆，并限定有两个或更多个端部敞开的轴向槽。致动器配置成使螺母在壳体内且在第一连接位置与第二断开位置之间轴向地移动。螺母具有两个或更多个销，并且这些销中的每一个销与所述两个或更多个轴向凹槽中的一个轴向凹槽对应。在第一连接位置中，销中的每一个销径向地延伸到轴向槽中的一个轴向槽中，以将壳体以扭转的方式选择性地联接至郁金香形件，使得第一侧杆以扭转的方式联接至第二侧杆。在第二断开位置中，销中的每一个销从轴向槽移出，使得第一侧杆与第二侧杆以扭转的方式断开联接。

在示例实施方式中，车辆稳定器还包括弹簧，该弹簧构造成使螺母和销朝向第一连接位置偏置。

在示例实施方式中，车辆稳定器还包括在壳体上方径向地延伸的盖以及布置在盖与郁金香形件之间的密封件。

在示例实施方式中，致动器是滚珠丝杠致动器，其包括固定至壳体的定子、转子、固定至转子的螺杆、以及与螺杆的螺纹和螺母的内螺纹接合的一组滚珠。

在示例实施方式中，当两个销移动穿过端部敞开的轴向槽的敞开端部时，壳体与郁金香形件以扭转的方式断开联接。

在示例实施方式中，致动器是滚珠丝杠致动器，其包括固定至壳体的定子、转子、固定至转子的螺杆、以及与螺杆的螺纹和螺母的内螺纹接合的一组滚珠。

在示例实施方式中，一种操作车辆稳定器的方法包括：向定子提供电力以从第一连接位置转变至第二断开位置；并且，从定子撤回电力以从第二断开位置转变至第一连接位置。

在示例实施方式中，在第一连接位置中，销相对于断开单元的旋转轴线处于第一径向位置和第一轴向位置中；并且在第二断开位置中，销处于第一径向位置和第二轴向位置中。另外阐述的是，销可以构造成沿着与旋转轴线平行的路径移动，同时保持径向位置。

在示例实施方式中，郁金香形件的槽围绕旋转轴线沿周向方向非对称地布置。另外阐述的是，对于具有三个槽的布置结构，第一槽与第二槽之间的角度不等于第二槽与第三槽之间的角度，其中第二槽周向地布置在第一槽与第三槽之间。

在示例实施方式中，销设置在螺母上，并且销沿相对于旋转轴线沿径向方向向外延伸。在另一方面中，螺母由电动马达经由滚珠丝杠驱动器致动。

附图说明

图1是稳定器杆以及处于第一连接位置中的断开单元的立体图。

图2是稳定器杆以及图1的处于第二断开位置中的断开单元的立体图。

图3是从图1截取的横截面图，其示出了断开单元处于第一连接位置中。

图4是从图2截取的横截面图，其示出了断开单元处于第二断开位置中。

图5是图1的稳定器杆和断开单元的分解立体图。

图6A和图6B是断开单元的郁金香形件的立体图。

图7是断开单元的壳体的立体图。

图8是断开单元的销的立体图。

图9是图8的销的分解立体图。

图10是断开单元的一部分的立体图，该断开单元包括螺母、滚珠丝杠和轴承。

图11是图10的断开单元部分的分解立体图。

图12是从图3截取的横截面图。

具体实施方式

本文中描述了本公开的实施方式。应当理解的是，出现在不同附图视图中的相同的附图标记标识相同的或功能相似的结构元件。此外，应当理解的是，所公开的实施方式仅是示例，并且其他实施方式可以采取各种替代性的形式。附图不一定是按比例绘制的；一些特征可以被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中所公开的具体结构性和功能性细节不应当被解释为是限制性的，而仅是作为用于教示本领域技术人员以各种方式采用各实施方式的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参照附图中的任一个附图所图示和描述的各种特征可以与在一个或更多个其他附图中所图示的特征进行组合以产生未明确图示或描述的实施方式。所图示的特征的组合为典型的应用提供了代表性的实施方式。然而，对于特定应用或实现方式来说，可能期望与本公开的教示相一致的特征的各种组合和改型。

本文中所使用的术语仅出于描述特定方面的目的，而非意在限制本公开的范围。除非另有定义，否则本文中所使用的所有技术术语和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。尽管可以在本公开的实践或测试中使用与本文中所描述的那些方法、装置或材料类似或等同的任何方法、装置或材料，但是现在将对以下示例方法、装置和材料进行描述。

图1示出了稳定器杆10以及处于第一连接位置或状态的断开单元18，并且图2示出了稳定器杆10以及处于第二断开位置或状态的断开单元18。图3和图4示出了处于相应的第一连接位置和第二断开位置的断开单元18的横截面图。图5示出了稳定器杆10和断开单元18的分解立体图。图6A和图6B示出了断开单元18的郁金香形件24的立体图。图7示出了断开单元18的壳体22的立体图。图8示出了断开单元18的销42的立体图。图9示出了销42的分解立体图图10示出了断开单元18的一部分的立体图，该断开单元包括螺母30、螺杆28和轴承26。图11示出了图10的断开单元部分的分解立体图。图12是从图3截取的横截面图。应当根据图1至图12来阅读以下讨论。

稳定器杆包括左侧杆12和右侧杆14。左侧杆12的外侧端部连接至左轮悬架(未示出)。类似地，右侧杆14的外侧端部连接至右轮悬架(未示出)。稳定器杆10通过安装衬套16连接至车辆框架或车身(未示出)。断开单元18将侧杆12、14的内侧端部以彼此扭转的方式选择性地连接和断开。电连接器20连接至车辆线束。经由电连接器20供电以断开左侧杆12和右侧杆14，如下所述。当稳定器杆10处于第一连接位置或状态时，车轮中的一个车轮的竖向位移在对应的侧杆上施加扭矩。该扭矩被传递至相反的侧杆，并且倾向于使相对的轮沿同一方向竖向移位，从而阻止车辆在转弯时倾斜的趋势。当稳定器杆10处于第二断开位置或状态时，不经由稳定器杆10传递扭矩。第二断开位置使得每个轮能够竖向地移位而不影响另一轮的竖向位移。现在将进一步讨论断开单元18如何实现第一连接位置和第二断开位置。

参照图3，该图示出了断开单元18处于第一连接位置中，左侧杆12以扭转的方式联接或固定至中空壳体22。右侧杆14以扭转的方式联接或固定至郁金香形件24，该郁金香形件由轴承26支承在壳体22内。因此，在第一连接位置中，左侧杆12以扭转的方式联接至右侧杆14。轴承26用于使壳体22和郁金香形件24对准，并且还允许壳体22与郁金香形件24之间的相对旋转。壳体内部的滚珠丝杠致动器包括螺杆28和螺母30。固定在螺母30的孔59内的套筒57(参见图11)形成有内螺纹58。一组滚珠56与螺杆28以及套筒57的内螺纹58接合，使得螺母30响应于螺杆28的旋转而轴向地移动。马达54也可以被称为电子控制式致动器，其包括固定至壳体22的定子32以及固定至马达轴35的转子34。马达轴35由布置在每一端部处的轴承60、62支承。马达轴35经由联轴器66联接至螺杆28，使得马达轴35和螺杆28一致地旋转。螺杆28由布置在郁金香形件24内的轴承64支承。在替代性实施方式中，可以使用其他类型的致动器、比如导螺杆或螺线管。压缩弹簧36使螺母30相对于壳体22向右侧偏置，使得螺母30位于郁金香形件24内。由滚珠丝杠致动器施加的摩擦力较小，使得当没有向马达54提供动力时，弹簧36将螺母30向右侧推动，从而导致螺杆28和转子34旋转。壳体22限定有一组至少两个轴向凹槽38(在所图示的实施方式中有三个轴向凹槽)。郁金香形件24限定有一组轴向槽40(在图6A和图6B中最佳可见)。槽40在郁金香形件24的左侧部上是端部敞开的。一组至少两个销42从螺母30径向地延伸。这些销42中的每个销经由压配合或螺纹接口设置在螺母30的对应孔68内。孔68被设计为盲孔，但任何合适的孔布置结构都是可行的。

销42的数目可以等于壳体中的轴向凹槽38的数目和郁金香形件24中的槽40的数目。此外，销42中的每个销均可以与轴向凹槽38中的一个轴向凹槽以及槽40中的一个槽对应。在每个销42周围，外部轴承44与壳体22的对应的轴向凹槽38接合，并且内部轴承46与郁金香形件24的对应槽40接合。内部轴承46和外部轴承44有利于使相应的郁金香形件24和壳体22形成旋转或非滑动界面。轴承可以是包含衬套的滑动轴承，或者是滚动元件轴承。在其他实施方式中，销42可以在没有这些轴承的情况下简单地相对于凹槽38和槽40滑入。图3中示出了扭矩路径Tp，其图示了左侧杆12与右侧杆14的扭转联接。扭矩从左侧杆12传递至壳体22、传递至外部轴承44、传递至内部轴承46、传递至郁金香形件24，并且最终传递至右侧杆14。扭矩通过相同序列的部件以相反的顺序从右侧杆14传递至左侧杆12。盖48在壳体22上延伸并且经由螺纹接口以可密封的方式固定至壳体22，该螺纹接口包括壳体22的外部螺纹70和盖48的内部螺纹74。将盖48以可密封的方式附接至壳体22的其他合适的器件是可能的，包括但不限于焊接接头。径向布置在盖48与郁金香形件24之间的密封件50防止灰尘进入壳体腔中，并且防止油脂从由盖和壳体22形成的壳体腔52中出来。

图4图示了处于第二断开位置或状态的断开单元18。为了进入该第二断开位置中，电力经由设置在壳体22的开口72内的电连接器20供应至马达54。这导致转子34和螺杆28旋转，并且又导致螺母30轴向地向左侧移动，从而压缩弹簧36。一旦内部轴承46移动超出槽40的敞开端部，则扭矩传递路径就被中断。在该第二断开位置中，左侧杆12可以相对于右侧杆14旋转。

为了从第二断开位置转变至第一连接位置，从马达54撤回电力。弹簧36将螺母30朝向图3中所示的位置推回。如果槽40与凹槽38对准，则将立即发生该转变。在一些情况下，凹槽38和槽40在动力撤回时可能未对齐。然而，一旦车辆处于水平表面上并且不转动时，则凹槽38和槽40将对齐。槽40的敞开端部的形状可以定轮廓为便于重新接合。在替代性实施方式中，可以命令马达54沿相反的方向旋转，而不是简单地断电。应当指出的是，销42相对于断开单元18的旋转轴线76的径向位置在第一连接位置和第二断开位置两者中保持相同。此外，销42相对于断开单元18的旋转轴线76的轴向位置从第一连接位置变化至第二断开位置；另外阐述的是，当断开单元18从第一连接位置变化至第二断开位置时，销42沿着旋转轴线76轴向地移动。

图12是从图3截取的横截面图，其示出了在断开单元处于第一连接位置中时，销42相对于盖48、壳体22和郁金香形件24的径向位置。螺母30的孔68、壳体22的轴向凹槽38以及郁金香形件24的槽可以以各种角度构型布置，以实现坚固且无噪音的组装。在一个示例实施方式中，相应的孔68、相应的轴向凹槽38与相应的槽40之间的角度跨度可以相等，或者在所图示的实施方式中该角度跨度等于120度。

为了解决潜在的扭转间隙以及由此产生的噪音和/或耐久性问题，扭转预加载的销42可以通过孔68、相应的轴向凹槽38或相应的槽40的周向阵列之间的不相等的角度跨度来实现。在示例实施方式中，限定郁金香形件24的三个槽40A至40C的角度位置的三个角度A1至A3是不相等的。槽40A至40C的这种不相等角度的布置可以被描述为非对称布置。在另一方面中，第一槽40A与第二槽40B之间的第一角度A1以及第二槽40B与第三槽40C之间的第二角度A2均构造成小于120度，并且第一槽40A与第三槽40C之间的第三角度A3构造成大于120度。销42可以经由以下安装顺序进行预加载。可以对壳体22、螺母30和郁金香形件24进行角度调节，使得第一孔68A、第一轴向凹槽38A和第一槽40A全部对准，从而允许安装第一销42A。可以沿第一方向对郁金香形件24或壳体22施加扭矩，以实现第二孔68B、第二轴向凹槽38B和第二槽40B的对准，使得第二销42B可以安装在第二孔68B中。在安装第二销42B之后，可以沿与第一方向相反的第二方向对郁金香形件24或壳体22施加扭矩，以实现第三孔68C、第三轴向凹槽28C和第三槽40C的对准，使得第三销42C可以安装在第三孔68C中。第一销、第二销和第三销42A至42C可以压入到或者旋入对应的孔68A至68C中。

尽管上面描述了示例性实施方式，但是并不意味着这些实施方式描述了权利要求所涵盖的所有可能的形式。说明书中所使用的词语是描述性的而非限制性的词语，并且应当理解的是，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如先前所描述的，可以对各种实施方式的特征进行组合以形成本公开的可能未明确描述或说明的其他实施方式。尽管各种实施方式可能已经被描述为在一个或更多个期望的特性方面提供优点或者优于其他实施方式或现有技术的实现方式，但是本领域普通技术人员认识到的是，一个或更多个特征或特性可以被折衷以实现期望的总体系统属性，这取决于具体的应用和实现方式。因此，在某种程度上，任何实施方式被描述为在一个或更多个特性方面不如其他实施方式或现有技术的实现方式更理想，则这些实施方式不超出本公开的范围，并且对于特定应用而言可能是期望的。

Claims (20)

1.一种车辆稳定器，所述车辆稳定器包括：

第一侧杆和第二侧杆；

壳体，所述壳体固定至所述第一侧杆，所述壳体限定有至少两个轴向凹槽；

郁金香形件，所述郁金香形件固定至所述第二侧杆，所述郁金香形件限定有至少两个端部敞开的轴向槽；

螺母，所述螺母构造成经由致动器而在所述壳体内且在第一连接位置与第二断开位置之间轴向地移动，所述螺母具有至少两个销，所述至少两个销中的每一个销与所述至少两个轴向凹槽中的一个轴向凹槽对应；并且

在所述第一连接位置中，所述至少两个销中的每一个销延伸到所述至少两个端部敞开的轴向槽中的一个端部敞开的轴向槽中，以将所述壳体以扭转的方式选择性地联接至所述郁金香形件，使得所述第一侧杆以扭转的方式联接至所述第二侧杆；并且

在所述第二断开位置中，所述至少两个销中的每一个销均从所述至少两个端部敞开的轴向槽中的一个端部敞开的轴向槽移出，使得所述第一侧杆与所述第二侧杆以扭转的方式断开联接。

2.根据权利要求1所述的车辆稳定器还包括弹簧，所述弹簧构造成使所述螺母朝向所述第一连接位置偏置。

3.根据权利要求1所述的车辆稳定器还包括在所述壳体上方径向地延伸的盖以及布置在所述盖与所述郁金香形件之间的密封件。

4.根据权利要求1所述的车辆稳定器，其中，所述致动器是滚珠丝杠致动器，所述滚珠丝杠致动器包括：

定子，所述定子固定至所述壳体；

转子；

螺杆，所述螺杆固定至所述转子；以及

一组滚珠，所述一组滚珠与所述螺杆的螺纹以及所述螺母的内螺纹接合。

5.根据权利要求1所述的车辆稳定器，其中，所述至少两个销中的每一个销还包括：

外部轴承，所述外部轴承构造成与所述壳体的所述至少两个轴向凹槽中的对应的一个轴向凹槽接合；以及

内部轴承，所述内部轴承构造成与所述郁金香形件的所述至少两个端部敞开的轴向槽中的一个端部敞开的轴向槽接合。

6.一种车辆稳定器，所述车辆稳定器包括：

第一侧杆和第二侧杆；

壳体，所述壳体固定至所述第一侧杆，所述壳体限定有至少两个轴向凹槽；

郁金香形件，所述郁金香形件固定至所述第二侧杆，所述郁金香形件限定有至少两个端部敞开的轴向槽；

螺母，所述螺母构造成在所述壳体内且在第一连接位置与第二断开位置之间轴向地移动，所述螺母具有至少两个销，所述至少两个销构造成径向地延伸到所述至少两个轴向凹槽中，并且在所述第一连接位置中，所述至少两个销径向地延伸到所述至少两个端部敞开的轴向槽中以将所述壳体以扭转的方式选择性地联接至所述郁金香形件；以及

弹簧，所述弹簧构造成使所述螺母朝向所述第一连接位置偏置。

7.根据权利要求6所述的车辆稳定器还包括致动器，所述致动器配置成使所述螺母从所述第一连接位置移动至所述第二断开位置，使得所述至少两个销中的每一个销移动穿过所述至少两个端部敞开的轴向槽中的对应的一个端部敞开的轴向槽的敞开端部，以将所述壳体与所述郁金香形件以扭转的方式断开联接。

8.根据权利要求7所述的车辆稳定器，其中，所述致动器是滚珠丝杠致动器，所述滚珠丝杠致动器包括：

定子，所述定子固定至所述壳体；

转子；

螺杆，所述螺杆固定至所述转子；以及

一组滚珠，所述一组滚珠与所述螺杆的螺纹以及所述螺母的内螺纹接合。

9.一种操作根据权利要求8所述的车辆稳定器的方法，所述方法包括：

向所述定子提供电力以从所述第一连接位置转变至所述第二断开位置；以及

从所述定子撤回电力以从所述第二断开位置转变至所述第一连接位置。

10.根据权利要求6所述的车辆稳定器还包括：

盖，所述盖在所述壳体上方径向地延伸；以及

密封件，所述密封件径向地布置在所述盖与所述郁金香形件之间。

11.根据权利要求6所述的车辆稳定器，其中，所述至少两个销中的每一个销还包括：

外部轴承，所述外部轴承构造成与所述壳体的所述至少两个轴向凹槽中的一个轴向凹槽接合；以及

内部轴承，所述内部轴承构造成与所述郁金香形件的所述至少两个端部敞开的轴向槽中的一个端部敞开的轴向槽接合。

12.一种车辆稳定器，所述车辆稳定器包括：

第一侧杆和第二侧杆；

断开单元，所述断开单元配置成将所述第一侧杆和所述第二侧杆以扭转的方式选择性地联接起来，所述断开单元具有：

旋转轴线；

壳体，所述壳体固定至所述第一侧杆；

郁金香形件，所述郁金香形件固定至所述第二侧杆；

多个销，所述多个销经由电动马达移动以将所述郁金香形件以扭转的方式选择性地联接至所述壳体；并且

在所述断开单元的第一连接位置中：

所述多个销构造成将所述壳体以扭转的方式联接至所述郁金香形件；并且

所述多个销相对于所述旋转轴线处于第一径向位置中；并且

在所述断开单元的第二断开位置中：

所述多个销与所述郁金香形件断开联接；并且

所述多个销相对于所述旋转轴线处于所述第一径向位置中。

13.根据权利要求12所述的车辆稳定器，其中，所述郁金香形件还包括多个槽，所述多个槽中的每一个槽与所述多个销中的一个销对应，并且所述多个槽围绕所述旋转轴线沿周向方向非对称地布置。

14.根据权利要求12所述的车辆稳定器，其中，所述多个销中的每一个销相对于所述旋转轴线沿径向方向向外延伸。

15.根据权利要求14所述的车辆稳定器，其中，所述多个销构造成沿着与所述旋转轴线平行的路径移动。

16.根据权利要求12所述的车辆稳定器还包括螺母，并且所述多个销设置在所述螺母上。

17.根据权利要求16所述的车辆稳定器，其中，所述螺母由所述电动马达致动。

18.根据权利要求17所述的车辆稳定器，其中，所述螺母由所述电动马达经由滚珠丝杠驱动器致动。

19.根据权利要求17所述的车辆稳定器还包括弹簧，所述弹簧构造成使所述多个销朝向所述第一连接位置偏置。

20.根据权利要求12所述的车辆稳定器，其中：

在所述断开单元的所述第一连接位置中，所述多个销相对于所述旋转轴线处于第一轴向位置中；并且

在所述断开单元的所述第二断开位置中，所述多个销相对于所述旋转轴线处于第二轴向位置中。