技术领域
背景技术
[0002] 用于
机动车辆等的转向柱组件日益需要能够调整斜度并且在很多情况下需要能够调整外伸幅度。这要求转向柱可旋转地位于其内的转向柱护罩通过夹持机构固定到车辆，所述夹持机构能够
锁定和解锁，以防止转向柱护罩的
位置发生运动或者允许调整所述位置。
[0003] 一种通用的布置方案使用这种转向柱护罩，所述转向柱护罩包括内管状构件和外管状构件，所述内管状构件和所述外管状构件相互套叠，以允许调整外伸幅度。
焊接到管中的一个的固定轨道通过可释放的夹持机构固定到
支撑托架。简单的单个调整机构包括位于支撑托架中的大体竖直的伸长狭槽。然后，当处于解锁位置时，夹持机构能够沿着狭槽运动，以提供斜度调节。通过在
导轨中提供伸长狭槽能够实现外伸幅度调节，所述导轨大体平行于转向柱的轴线，夹持机构通过所述伸长狭槽。
[0004] 已经提出了用于将管夹紧到支撑托架的其它机构。
[0005] 在提出的一个布置方案中，支撑托架大体为U状并且具有两个悬垂臂，所述悬垂臂包围夹持
支架，所述夹持机构通过每条臂中的相应狭槽。臂中的一条或者可能两条臂包括：外片，所述外片从U状托架的基部向下延伸；和内片，所述内片从外片的自由端向上朝向基部延伸。夹持机构完全通过外片中的开口并且作用在内片上，以将内片并由此将夹持支架夹在一起。从WO2007/026114A1公开了这种类型的布置方案。
发明内容
[0006] 根据第一方面，提供一种转向柱组件，所述转向柱组件包括：转向柱护罩，所述转向柱护罩支撑用于
方向盘的
转向轴，所述转向柱护罩包括内管状构件和外管状构件，所述内管状构件至少部分地被接收在外管状构件内；支撑托架，所述支撑托架相对于车辆的一部分固定在合适的位置，所述外管状构件在托架的两个间隔开的臂之间通过；和夹持组件，所述夹持组件包括
凸轮机构，并且其中，所述夹持组件包括夹持销，所述夹持销通过托架的两条臂中的每一个中的开口，所述夹持销设置有：第一反应构件，所述第一反应构件
定位成接近销的位于支撑托架的一条臂外侧的一个端部；和第二反应构件，所述第二反应构件定位成接近夹持销的位于支撑托架的另一条臂外侧的另一个端部，使得托架的臂在反应构件之间位于夹持销上，并且其中，凸轮组件定位在一条臂的外侧和反应构件中的一个之间，[0007] 其中，夹持机构包括固定凸轮部分和活动凸轮部分，所述机构能够在锁定位置和解锁位置之间运动，在所述锁定位置，凸轮机构的总长度使得支撑托架的臂被
挤压在一起，从而致使外管状构件中的伸长狭槽至少部分地关闭，并且由此致使外管夹紧到内管状构件上，在所述解锁位置，凸轮机构的总长度更短，使得夹持托架的臂自由分开，从而允许伸长狭槽打开，并且从而释放外管状构件对内管状构件的抓持，
[0008] 其特征在于，固定凸轮部分机械连接到支撑托架，使得至少在夹持组件的初始释放阶段期间（当其从锁定状态运动至解锁状态时），产生固定凸轮部分相对于支撑托架的旋转运动所需的
力超过由贮存在组件中的应变能施加在固定部件上的任何旋转力，不然所述任何旋转力将趋于使固定凸轮部分旋转。
[0009] 本
申请人发现，在某些情况下，在释放夹持时，由于贮存在组件中（可能贮存在
弹簧或外管甚至夹持销中）的应变能释放，所以固定凸轮部分将剧烈且快速地旋转。这能够致使固定凸轮部分围绕夹持销的轴线旋转，并且撞击夹持托架的一部分，从而导致产生不期望的可听见的咔嗒噪音。例如在支撑托架具有包括外片和内片的臂且凸轮部分以间隙配合通过外片使得它仅作用在内片上的情况下，能够发生这种情况。凸轮在旋转时可能会击打外片中的开口的侧部，这将产生咔嗒噪音或甚至损坏外片。本发明的组件减轻并且在某些情况下可以完全消除这个问题。
[0010] 凸轮机构可以包括高升程凸轮。本领域中的技术人员应当理解，这意味着对于活动凸轮的给定旋转，凸轮长度改变相对较大的幅度，并且在凸轮升程面上需要相对陡峭的坡度
角。这些陡峭的坡度角有助于夹持状态下的贮存较大的应变，这能够导致产生咔嗒噪音，但是通过本发明能够克服这个问题。
[0011] 固定凸轮部分和支撑托架之间的机械连接可以布置成足以阻止固定凸轮部分的旋转运动，直到夹持组件释放至少50%或者至少75%位置，此时，已经释放了至少一些应变能，随后可能发生的旋转将非常弱。从另一方面看，固定凸轮部分和支撑托架之间的机械连接件可以使得阻止固定凸轮部分旋转，直到贮存在夹持组件中的应变能的至少25%、或者至少50%或者至少90%释放为止。在典型组件中，在完全夹紧时，夹持
螺栓张力可以在2500N和3000N之间，因此，本发明可以延迟旋转，直到夹持螺栓张紧力下降至小于1500N或者小于1000N为止。
[0012] 固定凸轮部分指的是凸轮机构的不相对于夹持销旋转的部件，而活动凸轮部分指的是旋转的部件。这两个部件可以沿着夹持销自由地轴向运动，尽管明显的是在使用过程中，通过设置组件的其它部件来限制这种运动。可以提供
手柄或者操作杆，所述手柄或者操作杆使驾驶员能够旋转活动凸轮部分，以夹紧和松开夹持组件。如果期望，这能够通过诸如
电动机的致动装置来替换。
[0013] 内构件和外构件优选地是管状的，并且更为优选地为管状圆筒体。
[0014] 因此，支撑托架可以是U状，可能是倒U状，所述U状具有基部，臂从所述基部悬垂下来。可以设置一个或者多个直立部分，用于将托架附接到车辆底盘的固定部件。至少一条竖直臂可以具有内片和外片，其中，仅当夹持组件被锁定时，固定凸轮部件机械连接到内片。
[0015] 固定凸轮部分可以通过支撑托架中的伸长狭槽，从而允许固定凸轮部分和夹持销相对于支撑托架运动，以调节转向组件的斜度（rake）。
[0016] 当夹持组件锁定时，固定凸轮部分和支撑托架之间的机械连接可以包括固定凸轮部分的一部分和支撑托架的一部分之间的直接
接触。其可以直接的面对面接触，这在面之间提供了阻止旋转的
摩擦力。
[0017] 固定凸轮部分可以具有接合支撑托架的臂的面（可以是支撑托架的内片的面）的面，接触面中的一个或两者可以较高的表面粗糙度。
[0018] 用于形成接触的面的材料可以具有这种硬度，所述硬度使得在将这些面夹持在一起时，粗糙面咬合到另一个面中，从而在面之前提供具有高摩擦力的临时机械连接，以防止贮存的应变能产生的旋转。
[0019] 摩擦力将取决于沿着夹持销轴向施加到固定凸轮的力乘以这些面的
摩擦系数。如果这些面咬合在一起，则力将增大，这是因为这些面不再在所有点处都完全相互平行。这个力在释放夹持时将发生变化，并且也会随着这些面的粗糙度的增大并根据它们“咬合”到彼此中的程度而增大。类似地，应变力在夹紧或者松开位置之间也发生变化，并且本发明提供了一种机械连接，由此，在松开期间，摩擦力至少在应变力减小至可接受的程度之前超过旋转应变力。
[0020] 粗糙面可以具有华夫格纹理，所述华夫格纹理包括一系列交叉的小脊状件，所述交叉的小脊状件突出到表面的其余部分上方，以限定形成在它们间的槽。这将增大接触面的表面面积，同时，脊状件将提供咬合，从而产生高摩擦力。也可以具有其它纹理，例如，包括多个形成在表面上的间隔开的齿或者倒刺或者径向延伸的脊状件。
[0021] 优选地，接合托架的凸轮部分表面被粗糙化，并且支撑托架的臂的面相对光滑。可替代地，支撑托架可以粗糙化，而凸轮部分的面较光滑，或者两者均可以粗糙化。
[0022] 在托架的臂包括内片和外片并且固定凸轮通过外片中的开口以接合内片的情况下，诸如塑料的软材料制成的衬里可以设置在支撑托架的臂的外片的狭槽中，以进一步减小因运动造成的噪音（例如如果固定凸轮部分在释放凸轮组件将完成时转动，在夹持组件的释放将结束时可能产生的噪音）。此时，大部分应变
能量已经消散，因此旋转相对慢，并且衬里将吸收能量。
[0023] 固定凸轮部分可以间隙配合在衬里内，使得衬里防止固定凸轮部分相对于支撑臂作较大幅度的旋转运动。当然，在夹紧期间，凸轮将在这个狭槽内略微旋转以接合衬里，并且这个旋转的方向与初始松开夹持时释放的应变力趋于使凸轮旋转的方向相反。
[0024] 弹簧可以位于支撑托架的臂之间，以在释放时将它们推动分开。弹簧可以通过相应的间隔件作用在每条臂上。间隔件还可以作用在固定凸轮部分上，以再组件位于松开位置时，保持固定凸轮部分脱离支撑托架的臂。
[0025] 为了使得能够保持凸轮部分脱开（clear），其可以设置有一个或多个突出件，所述突出件通过接合间隔件的支撑托架的臂中的狭槽。可替代地，间隔件可以设置有一个或多个突
耳，所述突耳通过狭槽以接合固定凸轮部分。
[0026] 突耳应当略微长于托架臂的内片的厚度。
[0027] 当然，突耳可以设置在凸轮部分以及间隔件上，这两个突耳通过内片在中间处相互接合（或者在同样的其它点处相互接合）。
[0028] 已经认识到的是，固定凸轮部分和支撑托架臂之间的粗糙的面对面接触将导致过度磨损，并且因为必须克服摩擦而使得难以进行调整。在松开位置使用突耳保持面相互脱离克服了这个潜在的问题。
[0029] 活动凸轮部分、固定凸轮部分、间隔件（如果有的话）、弹簧和支撑托架的臂可以以下面的优选顺序旋拧到共用的夹持销或者螺栓上：
[0030] 活动凸轮部分、固定凸轮部分、支撑托架的第一臂、间隔件、弹簧、间隔件和支撑托架的第二臂。在销或者螺栓的每个端部处，可以设置反应构件，所述反应构件不能沿着销或者螺栓轴向运动。
[0031] 外管构件可以包括两个夹持支架，每个夹持支架均焊接在外管中的狭槽的一侧上，因此支架隔着狭槽面彼此面对，每条所述支架均包括开口，夹持组件通过所述开口。开口可以包括伸长狭槽，伸长狭槽允许外构件相对于夹持组件运动，从而调节转向柱组件的外伸幅度（reach）。
[0032] 固定凸轮部分和活动凸轮部分可以均设置有斜坡，斜坡在另一个部分上的斜坡上滑动以形成凸轮机构，从而致使凸轮机构在活动部分围绕销轴线相对于固定部分旋转时改变长度。
附图说明
[0033] 现在将参照附图仅通过示例的方式对附图中图解的本发明的
实施例进行描述，其中：
[0034] 图1示出了根据本发明的转向柱组件的第一实施例；
[0035] 图2示出了图1的实施例的构成部件的分解视图；
[0036] 图3是图1的实施例的剖视图，清晰地示出了固定凸轮部分的面向支撑托架的内片的对应面的面；
[0037] 图4是两个凸轮部分的斜坡的视图；
[0038] 图5图解了固定凸轮部分的面的粗糙化的华夫格表面；
[0039] 图6图解了两个小突耳的位置，所述两个小突耳设置在毗邻的间隔件上，以在松开位置时保持粗糙面脱离内片；和
[0040] 图7是替代性布置方式的视图，其中，突耳设置在固定凸轮部分上。
具体实施方式
[0041] 如图1所示，转向柱组件包括套筒或者护罩，所述套筒或护罩包括内构件10和外构件20，所述外构件20接纳内构件10的一部分。内构件10和外构件20均由金属制成且为管状筒体，其中外构件20的内径仅略微大于内构件10的外径，以允许它们之间通过滑动相对运动。在这个示例中，内构件固定到电动转向
致动器30，所述电动转向致动器30在枢转点50处固定到车体40，继而通过中间联接件60连接到
齿条和小
齿轮。如本领域中公知的那样，外构件20朝向和远离方向盘70延伸。方向盘70由伸缩式转向轴（如图1中的80所示）支撑，所述伸缩式转向轴在转向柱护罩20、10内自由旋转。其通过
轴承90定位在护罩内。在其它布置方案中，外护罩构件可以连接到变速箱壳体并且内护罩构件延伸远离所述变速箱壳体。
[0042] 转向柱护罩10、20固定到支撑托架100，所述支撑托架100通过夹持组件固定到车辆的
车身的另一个部件110。托架100通常焊接或者通过螺栓固定在仪表板下方区域的合适位置，并且沿着护罩定位在枢轴和方向盘之间的某个位置。夹持组件能够在锁定（夹持）位置和解锁（松开）位置之间运动，以允许通过围绕枢轴枢转调整转向柱的斜度。除非在出现意外的情况下，否则当转向柱被锁定时转向柱不能运动。
[0043] 在附图的图2和图3中更充分地示出托架100和夹持组件。托架100包括倒U状的金属部件，所述倒U状具有基部120和两条悬垂臂130、140，所述悬垂臂130、140从基部120的两侧竖直向下延伸。外管20在这样的区域中在臂130、140之间通过，在所述区域中，外管伸缩地与内护罩部分100交叠。其中一个臂包括内片131和外片132，所述内片和外片均具有对准的伸长开口，夹持销150通过对准的伸长开口。外片中的狭槽通常宽于内片中的狭槽，因此，在夹持装置被锁定时，外片中的狭槽的月中（ides）能够用作防止固定凸轮200旋转并且与此同时固定凸轮的内端面能够支承在内片上的位置。销150通过一对相对的引导件或夹持支架160中的开口，所述引导件或夹持导轨160通过焊接固定到外管20的顶部，并且位于外管20中的细长狭槽170的相对的侧部上。臂中的狭槽大体竖直延伸，并且通过允许夹持销150在臂中的狭槽内上下运动而允许调整护罩10、20的位置的斜度（rake）。导轨中的开口还可以是伸长的并且沿着外护罩10、20的轴线延伸，从而允许外护罩相对于销150运动。这种运动允许在一定程度上调整转向柱组件的外伸幅度（reach）。
[0044] 销150是夹持组件的一部分，所述销150用于将支撑托架的臂130、140挤压在一起，这继而将导轨160挤压在一起。这个动作关闭外管20中的伸长狭槽170，从而减小外管的内径，使得所述外观抓持内管10。
螺旋弹簧180位于夹持销150的中心上，并且抵接在每个间隔件190、191的每个端部处。间隔件190的另一个端部被压入到支撑托架的臂140的内部上。间隔件191的另一个端部被压入到固定凸轮220的内部上。当夹持组件处于释放位置时，这个弹簧180将推压臂而使臂分开，以便打开外管20中的伸长狭槽170。
[0045] 为了将臂挤压在一起，销150的每个端部设置有固定反应构件200、210，同时凸轮机构设置在其中一个反应构件210和支撑托架的相邻臂之间。凸轮锁定机构包括固定凸轮部分220和活动凸轮部分230。在附图的图4中可最充分看见这些部件，其中，清晰示出了两个凸轮的凸轮。旋转活动凸轮部分230致使活动部分230上的斜坡骑在固定部分220上的斜坡上，这改变了凸轮的总长度。通常，与处于夹持位置的情况相比，凸轮机构总长度在凸轮机构的松开位置更短。由于销70处于张紧状态，这种长度的增大致使力施加在反应部件110、120之间，这致使托架110的臂140、131被挤压在一起，以夹持附接到外构件20的导轨160。
[0046] 更加详细地，从一个端部开始，夹持销150依次设置有以下部件：反应构件210；任选的
推力轴承215；凸轮机构，所述凸轮机构包括活动部分230和固定凸轮部分220；一个托架臂130的内片和外片；另一个托架臂140；以及反应
块200。手柄或杆240附接到活动凸轮部分230，以使得驾驶员能够使活动凸轮部分230围绕夹持销150旋转。
[0047] 固定凸轮部分220整洁地通过支撑托架的相邻臂130的外片中的过大尺寸的狭槽，并且固定凸轮部分的面与毗邻内片中的尺寸不过大的狭槽的臂的内片131的面相对。如图6所示，间隔件190包括两个小突耳，所述突耳通过内片中的开口以接合固定凸轮。在夹持组件被松开时，这些突耳保持固定凸轮部分的面脱离内片的面。在夹持时，固定凸轮部分压在间隔件上，从而
压缩弹簧直到固定凸轮的面结合内片的面为止，并且此后，固定凸轮部分220被按压在内片131上。
[0048] 在图7示出的替代性方案中，固定凸轮220包括两个小突耳225。能够在附图的图4中看见这些小突耳，突耳小到足以通过内片中的狭槽，以接合相邻的间隔件，并且突耳仅略微长于内片的厚度。在替代方案中，如图5所示，突耳设置在间隔件上并且通过内片中的狭槽，以接合固定凸轮部分的面。
[0049] 当被夹持时，固定凸轮部分220开始运动以压在间隔件上，从而压缩弹簧，直到固定凸轮部分的面接合内片的面为止。然后，继续的旋转进一步压缩弹簧，并且将支撑托架臂的内片按压在一起。
[0050] 申请人已经认识到，在这个压缩期间，当从松开状态运动到夹持状态时，在组件的多个部件中（尤其是弹簧和间隔件，并且还可能包括销）中可能会产生大量应变能。除非小心，当释放夹持组件时，应变能可能会导致固定凸轮部分在支撑托架的臂的外片中的狭槽内猛烈旋转。这将产生咔嗒噪音，并且甚至可以损坏托架或者凸轮部分。
[0051] 为了防止这种情况发生，固定凸轮部分的接合内片的表面2211制成为粗糙的。如图5所示，这能够通过在表面上提供华夫格纹理以形成交叉脊状件来实现。当组件被夹持时，这些脊状件咬合到内片的表面中。这形成了固定凸轮部分和支撑托架之间的直接机械连接，使得在初始释放期间阻止凸轮部分旋转。只有当突耳最终推动凸轮部分的面脱离内片时，凸轮部分才能够旋转，至此，绝大部分（如果不是全部的话）不期望的应变已经从组件释放。
[0052] 在夹持组件的释放快结束时确实发生一定的旋转（可能以较低的速度）的情况下，软塑料或者
橡胶材料制成的衬里250设置在外片中的狭槽的内边缘上。固定凸轮部分将冲击这种软材料，并且因此将显著降低产生的任何噪音。固定凸轮部分间隙配合在这种衬里内，并且衬里提供防止固定凸轮在夹持机构运动向夹持位置时旋转。
