阅读说明：本技术 转向柱的倾度调节组件 (Inclination adjusting assembly of steering column ) 是由 D·A·巴扎德 M·P·安斯鲍夫 J·C·博特克 于 2020-04-09 设计创作，主要内容包括：一种用于转向柱的倾度组件,该倾度组件包括销,该销适于沿第一轴线在锁定位置和解锁位置之间移动。倾度组件还包括固定到支撑结构的第一盘,第一盘具有多个齿。倾度组件还包括摆盘,摆盘具有多个齿,摆盘的多个齿适于在锁定位置时与第一盘的多个齿啮合,而在解锁位置时脱离啮合,摆盘适于绕第二轴线从所述锁定位置时的非倾斜状态摆动,并且在解锁位置时摆动到倾斜状态,以提供一定程度的运动来促进第一盘的多个齿和摆盘的多个齿啮合,第二轴线横向于第一轴线。(A rake assembly for a steering column includes a pin adapted to move along a first axis between a locked position and an unlocked position. The rake assembly also includes a first plate secured to the support structure, the first plate having a plurality of teeth. The tilt assembly further includes a wobble plate having a plurality of teeth, the plurality of teeth of the wobble plate adapted to engage the plurality of teeth of the first plate when in a locked position and disengage when in an unlocked position, the wobble plate adapted to swing about a second axis from a non-tilted state when in the locked position and to a tilted state when in the unlocked position to provide a degree of movement to facilitate engagement of the plurality of teeth of the first plate with the plurality of teeth of the wobble plate, the second axis being transverse to the first axis.)

转向柱的倾度调节组件

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年4月9日提交的美国第62/831547号临时专利申请的优先权，其内容通过在此整体援引而并入本申请。

技术背景

本发明涉及转向柱，更具体地，涉及转向柱的倾度(rake)调节组件。

已知倾度调节组件包括在进行期望的倾度调节之后将倾度调节组件置于锁定位置时啮合在一起的齿。遗憾的是，如果在锁定时元件之间的齿没有正确地(properly，恰当地)对准，则可能发生齿的损坏和/或难以锁定倾度调节组件。

因此，期望设计一种更坚固、可靠且具有自对准齿的倾度调节组件。

发明内容

根据本公开的一个方案，用于转向柱的倾度组件包括销，该销适于沿第一轴线在锁定位置和解锁位置之间移动。倾度组件还包括固定到支撑结构的第一盘(tray，托盘)，第一盘具有多个齿。倾度组件还包括摆盘(rocker tray)，所述摆盘具有多个齿，所述摆盘的所述多个齿适于在所述锁定位置时与所述第一盘的所述多个齿啮合，并在所述解锁位置时(与所述第一盘的所述多个齿)脱离啮合(un-mesh)，摆盘适于绕第二轴线从所述锁定位置时的非倾斜状态摆动(rock，摇动)到在解锁位置时的倾斜状态，以提供一定程度的运动来促进所述第一盘的所述多个齿和所述摆盘的所述多个齿啮合，所述第二轴线横向于所述第一轴线。

根据本公开的另一方案，用于转向柱的倾度组件包括销，该销适于沿第一轴线在锁定位置和解锁位置之间移动。倾度组件还包括固定到支撑结构的第一盘，第一盘具有多个齿。倾度组件还包括摆盘，所述摆盘具有多个齿，所述摆盘的所述多个齿适于在所述锁定位置时与所述第一盘的所述多个齿啮合，并在所述解锁位置时(与所述第一盘的所述多个齿)脱离啮合，所述摆盘适于绕第二轴线从所述锁定位置时的非倾斜状态摆动到在解锁位置时的倾斜状态，以提供一定程度的运动来促进所述第一盘的所述多个齿和所述摆盘的所述多个齿啮合，所述第二轴线横向于所述第一轴线，其中所述摆盘的所述多个齿位于所述摆盘的内表面上，所述摆盘包括由第一段和第二段限定的外表面，其中所述第一段和所述第二段是相对于彼此以非平行的角度定向的平面段。所述倾度组件还包括弹簧，所述弹簧与所述摆盘接触并适于将所述倾度组件朝向所述解锁位置偏置。倾度组件还包括由支撑结构限定的第一开口、由第一盘限定的第二开口和由摆盘限定的第三开口，其中弹簧至少部分地设置在第一开口和第二开口内。

根据本公开的又一方案，转向柱组件包括可绕倾度轴线(rake axis)枢转的套管(jacket)。转向柱组件还包括销，所述销具有可操作地联接到所述销的第一端的杆(level)，所述杆能够沿着第一轴线在锁定位置和解锁位置之间移动。转向柱组件还包括可操作地联接到套管的支撑结构。转向柱组件还包括固定到支撑结构的第一盘，第一盘具有多个第一齿和多个第二齿。转向柱组件还包括具有多个第三齿和多个第四齿的摆盘，在所述锁定位置时，所述多个第一齿适于与所述多个第三齿啮合且所述多个第二齿适于与所述多个第四齿啮合，并且在所述解锁位置时，所述多个第一齿与所述多个第三齿脱离啮合且所述多个第二齿与所述多个第四齿脱离啮合，所述摆盘适于绕第二轴线从所述锁定位置时的非倾斜状态摆动到在解锁位置时的倾斜状态，以提供一定程度的运动来促进所述第一盘的所述多个齿和所述摆盘的所述多个齿啮合。转向柱组件还包括与摆盘接触并适于将倾度组件朝向解锁位置偏置的弹簧。转向柱组件还包括由支撑结构限定的第一开口、由第一盘限定的第二开口和由摆盘限定的第三开口，其中弹簧至少部分地设置在第一开口和第二开口内。

通过以下结合附图的描述，前述以及其它的优点和特征将变得更加显而易见。

附图说明

在本说明书后面的权利要求中具体指出并清楚要求保护被视为本发明的主题。通过以下结合附图的详细说明，本发明的前述和其它特征和优点将变得显而易见，其中：

图1是作为本公开的一个示例性实施例的具有倾度调节组件的转向柱的分解立体图；

图2是在锁定位置的倾度调节组件的局部组装立体图；

图3是在解锁位置的倾度调节组件的局部组装立体图；

图4是在锁定位置的倾度调节组件的局部立体剖视图；

图5是在解锁位置的倾度调节组件的局部立体剖视图；

图6是在锁定位置的倾度调节组件的局部正投影剖视图；

图7是在解锁位置的倾度调节组件的局部正投影剖视图；以及

图8是倾度调节组件的内盘和摆盘的立体图。

具体实施方式

现在参考附图，将参考具体实施例描述本发明(但不限于此)，示出转向柱20。参考图1，转向柱20包括支撑结构22、下套管24、上套管26和倾度调节组件28。支撑结构22可以是固定的，并且适于刚性地附接到车辆的结构(例如，仪表盘(dash))。下套管24的前端部30枢转地附接至车辆的固定结构(未示出)以围绕枢转轴线32枢转。上套管26由下套管24可伸缩地支撑，使得两者共同地沿着基本上垂直于枢转轴线32定向的伸缩轴线34(即，也是旋转轴线)延伸。为了车辆操作者的便利性和/或舒适性，上套管26从下套管24的后端部36轴向地向外突出，并且适于相对于下套管24在缩回位置和延伸位置之间轴向地调节。尽管没有示出，但转向轴部分地由上套管26支撑以围绕轴线34旋转，并且从上套管26轴向地向后突出(参考图1中的箭头38)，以接合至方向盘(未示出)。

在套管24、26的伸缩调节基本上是水平的，以及转向柱被配置为通常用于朝向车辆操作员向后和远离车辆操作员向前调整方向盘的情况下，倾度调节组件28适于通过使套管24、26围绕枢转轴线32枢转来调节方向盘的竖直位置(即，倾度位置)。换言之，本文公开的实施例可用于具有伸缩和/或倾度调节能力的转向柱中。

参考图1和图2，倾度调节组件28通常被承载并支撑在支撑结构22和下套管24的后端部36之间。在一个示例中，组件28包括杆装置40、销42(例如，螺栓)、内盘(inner tray)或固定盘44、外盘或摆盘46、弹性偏置构件48(例如，轴向可压缩弹簧或扭转弹簧)、弹簧座元件50、推力轴承52和紧固件54(例如，螺纹螺母)。在一个示例中，杆装置40适于将围绕轴线56的转动运动(rotational motion)或旋转运动(rotary motion)转换成相对于轴线56的轴向运动(参考图1中的箭头58)。杆装置40包括杆60(例如，手动杆)和凸轮构件62。在一个示例中，弹簧48适于产生相对于轴线56的轴向力，该轴向力使销42的加大的头部64(例如，六角螺栓头)偏压(bias against)杆60，并使摆盘46偏压推力轴承52，进而使推力轴承52在销42的相对端处偏压螺纹螺母54。

在操作期间，杆60的致动导致销42围绕轴线56旋转，并且凸轮构件62与杆60之间的凸轮界面导致销随着销42旋转而沿着轴线56轴向移动。销42的旋转使得倾度组件28在锁定位置66(参考图2、图4和图6)和解锁位置68(参考图3、图5和图7)之间切换。在一个示例中，轴线56基本上平行于轴线32，并且垂直于轴线34。在另一实施例中，杆可以固定到销42，因此不需要加大的头部64。在另一实施例中，可以不需要推力轴承，因此摆盘46直接偏压螺纹螺母或紧固件54。

销42轴向地穿过下套管24的相应端部36、支撑结构22、内盘44和摆盘46中的开口70、72、74、76(参考图1)。销42适于相对于下套管24、支撑结构22、内盘44和摆盘46移动。在一个示例中，开口70是半径基本上等于销42的半径的圆孔。开口72、74通常在竖直方向(即，倾度运动的方向)上伸长，并且开口76在相对于轴线34的轴向方向上伸长来促进摆盘46的摆动运动。

参考图1和图8，内盘44刚性地固定到支撑结构22，并且包括限定或承载两组齿80A、80B的外表面78。每个齿80A、80B与下一个相邻齿横向地对准，并且相对于轴线34纵向地延伸。在一个示例中，每个齿80A、80B可以是具有位于最靠近开口74的点状顶部(pointapex，齿顶点)82的四面体齿。在一个实施例中，内盘44可以与支撑结构22形成为一个整体部件，或形成在支撑结构22中。在另一实施例中，内盘44仅包括一组齿。

弹簧座元件50通常为环形形状，并且包括销42延伸所穿过的孔。在一个示例中，元件50由橡胶类材料制成，并且在倾度组件于上下倾度极限之间移动时作用为缓冲器。当组装倾度组件28时，弹簧座元件50位于支撑结构22的开口72中，并且在倾度调节期间连同销42一起在开口72内竖直地移动。

摆盘46包括与内盘44的外表面78相对的内表面84。内表面84限定或承载两组齿86A、86B。每个齿86A、86B与下一个相邻齿侧向地对准，并相对于轴线34纵向延伸。在一个示例中，每个齿86A、86B可以是具有位于最靠近开口76的点状顶部88的四面体齿。当倾度组件28在锁定位置66时，这两组齿80A、80B与相应的两组齿86A、86B稳固地啮合。在另一实施例中，类似于内盘44，摆盘46可以仅包括一组齿。

在一个示例中，摆动组件28的摆盘46包括至少一个腿部(即，图8中示为90、92的两个腿部)，腿部从内表面84向外突出，相对于轴线56沿直径方向(diametrically)彼此隔开，并且相对于轴线56轴向地突出。当组装倾度组件28时，腿部90、92突出到内盘的开口74中以保持盘44、46的对准(同样参考图2和图3)。每个腿部90、92沿直径方向承载相对的凸面94，以在不与内盘44的相对侧壁96(部分地限定开口74)发生干涉的情况下促进摇杆盘46的摆动。在另一实施例中，侧壁96可以由支撑结构22承载。

参考图6和图7，摆盘46还包括外表面98，该外表面98相对于轴线56基本上面向与内表面84相反的方向。在内盘44的表面78和摆盘46的表面84通常是平面且垂直于轴线56的情况下，摆盘46的外表面98是凸状的。更具体地，外表面98沿着线99(参考图2)等分(bisect，平分)，线99基本上垂直于齿86A、86B的纵向长度并且垂直于轴线56。在该线的一侧，外表面98包括基本上呈平面且垂直于轴线56的第一段100，而在该线的另一侧，外表面98包括相对于轴线56成角度的第二段102，以促进在倾角组件28从锁定位置66(参考图6)移动到解锁位置68(参考图7)时摆盘46围绕摆动轴线(rocker axis)101(即，浮动轴线)的摆动运动。

在一个示例中，摆动轴线101横向于轴线56。在另一示例中，摆动轴线101垂直于轴线56并且垂直于轴线34。摆动轴线101还垂直于长型(elongated，细长的)齿80A、80B、86A、86B的纵向长度。在操作倾度组件28期间，摆盘46在锁定位置66时处于非倾斜状态103(参考图6)，而在解锁位置68时处于倾斜状态105(参考图7)。

弹簧48可以是螺旋弹簧，当倾度组件28在锁定位置66时被轴向压缩，并且当倾度组件28在解锁位置68时被较小地轴向压缩。在一端处，弹簧48轴向地抵靠元件50，而在相对端处，弹簧抵靠摆盘46。更具体地，如图6-8最佳地示出，摆盘46可以限定沉孔104(或沉孔的至少一部分，参考图8)，沉孔104具有底面106，开口76通过底面106连通。在一个示例中，底面106位于基本上平行于外表面98的段102的假想平面上。弹簧48对底面106施加力，并且与底面106偏置地接触。因为底面106(即，弹簧座面)不与轴线56垂直，所以当倾度组件从锁定位置66移动到解锁位置68时，摆盘46倾斜。

在倾度组件28的操作期间，并且当组件从解锁位置68朝向锁定位置66移动时，摆盘46相对于内盘44倾斜，使得相比一组齿86B到一组齿80B(的距离)，摆盘46的一组齿86A在轴向上更靠近内盘44的一组齿80A。随着继续的(continued，持续的)锁定运动，摆盘46轴向移动得更靠近内盘44，直到每个齿86A的点状顶部88位于相邻齿80A的点状顶部82之间。如果内齿部分和外齿部分的齿峰彼此撞击，那么外齿部分的浮动轴线允许外部围绕浮动轴线旋转，从而产生额外的运动以有助于外齿从“齿峰到齿峰”位置脱离或离开并移入与内齿完全嵌套的位置。

通过齿86A与齿80A的这种固有或自动的对准，预先设置齿86B与齿80B的对准。也就是说，齿86A和齿80A由于摆盘46倾斜而先啮合，但通过继续的锁定运动，摆盘开始解除倾斜(un-tilt，回正)，并且预对准的齿86B、80B在没有任何干扰的情况下啮合在一起。还可设想和理解的是，由于这些齿的对准并不成问题，因此齿86B、80B可以不具有点状顶部。

虽然已经结合仅有限数量的实施例具体描述本发明，但应该容易理解的是，本发明不限于这些公开的实施例。而是，本发明能够被修改成包含这里没有描述但符合本发明精神和范围的任意数量的变型、替代、替换或等同设置。此外，虽然已经描述本发明的各种实施例，但应该理解的是，本发明的各方案可以包括所述实施例中的仅一些实施例。因此，本发明不被认为由上述描述所限制。