用于转向柱的旋转对中装置制造方法及图纸

一种转向系统，其包括转向柱，该转向柱用以在至少中心位置与多个第二位置的范围之间旋转，并且限定中心轴线。该转向系统还包括致动器组件，该致动器组件与转向柱操作性连通，以提供转向辅助，该致动器组件包括一对板，每个板包括第一螺旋轨道和第二螺旋轨道。该转向系统还包括弹簧元件，该弹簧元件与致动器组件一起被布置成使该对板中的一个板沿着中心轴线的运动偏置，以影响转向柱移向中心位置。

Rotary centering device for steering column

【技术实现步骤摘要】
用于转向柱的旋转对中装置相关申请的交叉引用本申请要求享有于2019年4月24日提交的美国临时专利申请序列号为62/838,123的优先权权益，其公开的全部内容通过援引并入本文。
本专利技术涉及用于转向柱的旋转对中装置，尤其涉及用于交通工具的转向柱的旋转对中装置。
技术介绍
转向系统可以包括一组件，该组件用以将一组车轮引导为相对于交通工具的中心轴线定向在中心位置，除非将转向输入施加到与该组车轮机械连通的方向盘。在没有转向输入或跟随转向输入时，该组件可以辅助该组车轮返回至中心位置。该组件可以包括电动致动器，以有助于使方向盘返回至中心位置。然而，在涉及电气故障的情况下，电动致动器不会操作为使方向盘返回至中心位置。
技术实现思路
根据本公开的一个方面，一种转向系统包括转向柱，该转向柱定向在至少中心位置和第二位置，并且限定中心轴线。该转向系统还包括致动器组件，该致动器组件与转向柱操作性连通(operativecommunication，操作性通信)，以提供转向辅助，该致动器组件包括一对板，每个板限定供转向柱延伸通过的孔，并且每个板包括外轨道和内轨道，该内轨道相对于中心轴线被设置在外轨道的径向内侧。该转向系统还包括设置在外轨道内的第一球。该转向系统还进一步包括设置在内轨道内的第二球，该对板布置成使得该对板的每个板的外轨道和内轨道彼此面对。该转向系统还包括弹簧元件，该弹簧元件与致动器组件一起布置成使得第二板沿着中心轴线在轴向方向上的运动偏置(bias，偏压)。各外轨道和各内轨道限定一斜坡区域，各斜坡区域与弹簧元件一起布置成影响转向柱的旋转以返回至中心位置。根据本公开的另一个方面，一种转向系统包括转向柱，该转向柱定向在至少中心位置和第二位置，并且限定中心轴线。该转向系统还包括致动器组件，其与转向柱操作性连通，以提供转向辅助，该致动器组件包括由第一端板、第二端板和至少一个中间板限定的至少三个板，每个板限定供转向柱延伸通过的孔，其中每组相邻的板包括彼此面对的相应外轨道以及相对于中心轴线设置在外轨道的径向内侧的、彼此面对的相应内轨道。转向系统还包括外球，其设置在每组相邻的板的各相应外轨道内。该转向系统还进一步包括内球，该内球设置在每组相邻的板的各相应内轨道内。该转向系统还包括弹簧元件，该弹簧元件与致动器组件一起布置成使得第二端板沿着中心轴线在轴向方向上的移动偏置。各外轨道和各内轨道限定斜坡区域，各斜坡区域与弹簧元件一起布置成影响转向柱的旋转以返回至中心位置。根据本公开的另一个方面，一种转向系统包括转向柱，该转向柱用于在至少中心位置与多个第二位置的范围之间旋转，并且限定中心轴线。该转向系统还包括致动器组件，其与转向柱操作性连通，以提供转向辅助，该致动器组件包括一对板，每个板包括第一螺旋轨道和第二螺旋轨道。该转向系统还包括弹簧元件，其与致动器组件一起布置成使得该对板中的一个板沿着中心轴线的运动偏置，以影响转向柱移向中心位置。这些和其它优点和特征将从结合附图的以下描述而变得更为明显。附图说明被视为本专利技术的主题在作为说明书总结的权利要求书中被特别地指出并被清楚地请求保护。本专利技术的前述和其它特征以及优点从下面结合附图的详细描述而变得明显，其中：图1是显示转向系统示例的多个部分的交通工具示例的说明性立体图；图2是示出用于转向系统的柱组件的示例的立体图；图3A是侧视截面图，其示出了图2的柱组件的一部分的示例；图3B是侧视截面图，其示出了柱组件的一部分的示例；图4是俯视截面图，其示出了用于图2的柱组件的第一板和第二板的轨道配置的示例；图5示出了图4的轨道的恒定倾斜高度变化(elevationchange，高程变化)的转矩与角位移曲线(plot)；图6示出了图4的轨道的非恒定高度变化的转矩与角位移曲线；图7是侧视截面图，其示出了带有旋转行程止动(件)的柱组件的示例；以及图7A是侧视截面图，其示出了旋转行程止动件的另一个示例。具体实施方式现在参考附图，其中将参考具体实施例来描述本专利技术而非限制本专利技术，图1示出了转向组件的示例，该转向组件在本文中一般被称为转向组件10。在图1中转向组件10被示出为设置在交通工具(vehicle)12内。转向组件10可以辅助转换来自方向盘16的用户输入，以引导交通工具12的移动。在该示例中，交通工具12是汽车，但是可以想到，在不脱离本公开范围的情况下，转向组件10也可以用于辅助转向其它类型的交通工具，诸如卡车、船舶、飞机或其它类似的交通工具。转向组件10可以包括方向盘16，该方向盘被可旋转地固定(rotatablysecured)到电动转向组件18。方向盘16可以被固定到转向组件10的柱组件以便旋转。电动转向组件18可以被操作性地连接到齿条齿轮系统20或线控转向系统(steer-by-wiresystem)(未示出)。方向盘16、电动转向组件18和齿条齿轮系统20可以彼此被布置成，基于驾驶员的输入来引导交通工具12的一组前轮24(在图1中仅显示一个前轮24)的运动。例如，齿条齿轮系统20可以经由转向节和拉杆而操作性地连接到该组前轮24中的每个前轮，以传递来自方向盘16的驾驶员输入，使该组前轮24中的每个前轮运动。交通工具12可以限定交通工具中心轴线21。该组前轮24的中心位置可以通过基本平行于交通工具中心轴线21被定向的该组前轮24的每一个来限定。转向组件10可以与控制器29连通(communication，通信)。控制器29可以包括编程，以引导转向组件10的部件的操作，和/或引导其它交通工具12的部件的操作。这种编程，例如可以基于接收到的信号或检测到的交通工具条件，来触发一个或多个交通工具操作命令的输出。方向盘16可以在其内包括气囊组件，且控制器29可以包括编程以引导气囊组件的操作。可选地，转向组件10可以与自转向单元30、诸如先进驾驶员辅助系统(advanceddriverassistancesystem，高级驾驶员辅助系统)等连通。自转向单元30可以包括编程以引导交通工具12的运动，而无需对方向盘16的驾驶员输入。图2、图3A和图3B示出了用于转向系统的柱组件的示例的多个部分。图2是柱组件的一部分的示例的立体图，该柱组件在本文中通常被称为柱组件50。柱组件50可以与转向组件、诸如上述转向组件10一起操作以影响方向盘16的运动。柱组件50还可以被用在交通工具的线控转向系统中。图3A是柱组件50的一部分的侧视截面图。柱组件50可以包括致动器组件54、转向柱56和电机组件58。致动器组件54可以被机械地联接至转向柱56，以便围绕由转向柱56限定的柱轴线60同步旋转。方向盘(未示出)可以被安装到转向柱56，使得致动器组件54可以至少部分地引导方向盘在至少第一位置与第二位置之间的旋转。第一位置在本文中也可以称为中心位置。电机组件58可以包括与致动器组件54操作性连通的电机(未示出)，以基于接收到的命令引导转向柱56的旋转运动。致动器组件54可以包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转向系统，包括:/n转向柱，用以定向在至少中心位置和第二位置，并且限定中心轴线；/n致动器组件，与所述转向柱操作性连通，以提供转向辅助，所述致动器组件包括一对板，每个板均限定供所述转向柱延伸通过的孔，并且每个板包括外轨道和内轨道，所述内轨道相对于所述中心轴线被设置在所述外轨道的径向内侧；/n第一球，被设置在所述外轨道内；/n第二球，被设置在所述内轨道内，该对板被布置成使得该对板中的每一个板的所述外轨道和所述内轨道彼此面对；以及/n弹簧元件，与所述致动器组件一起布置成使得所述第二板沿着所述中心轴线在轴向方向上的运动偏置，/n其中每个所述外轨道和每个所述内轨道限定一斜坡区域，每个所述斜坡区域与所述弹簧元件一起被布置成影响所述转向柱的旋转以返回至所述中心位置。/n

【技术特征摘要】
20190424 US 62/838,1231.一种转向系统，包括:
转向柱，用以定向在至少中心位置和第二位置，并且限定中心轴线；
致动器组件，与所述转向柱操作性连通，以提供转向辅助，所述致动器组件包括一对板，每个板均限定供所述转向柱延伸通过的孔，并且每个板包括外轨道和内轨道，所述内轨道相对于所述中心轴线被设置在所述外轨道的径向内侧；
第一球，被设置在所述外轨道内；
第二球，被设置在所述内轨道内，该对板被布置成使得该对板中的每一个板的所述外轨道和所述内轨道彼此面对；以及
弹簧元件，与所述致动器组件一起布置成使得所述第二板沿着所述中心轴线在轴向方向上的运动偏置，
其中每个所述外轨道和每个所述内轨道限定一斜坡区域，每个所述斜坡区域与所述弹簧元件一起被布置成影响所述转向柱的旋转以返回至所述中心位置。


2.根据权利要求1所述的转向系统，其中所述内轨道和所述外轨道彼此被布置成限定所述轨道内的球行程的双向关系。


3.根据权利要求1所述的转向系统，其中所述斜坡区域彼此被布置成有助于基于仅所述弹簧元件的偏压的旋转影响。


4.根据权利要求1所述的转向系统，其中所述弹簧元件与所述第二板一起被布置成影响每个所述球移向相应斜坡区域的最低点。


5.根据权利要求1所述的转向系统，其中所述内轨道和所述外轨道中的至少一个的所述斜坡区域具有恒定的高度变化。


6.根据权利要求1所述的转向系统，其中所述内轨道和所述外轨道的至少一个的所述斜坡区域包括非恒定的高度变化。


7.根据权利要求1所述的转向系统，还包括所述致动器组件的壳体，所述壳体具有行程止动件特征部，其径向向内突出，所述行程止动件特征部与所述第二板轴向间隔开，以限定用于所述转向柱的旋转行程限制。


8.根据权利要求1所述的转向系统，还包括所述致动器组件的壳体以及操作性地联接到所述壳体的端盖，其中所述端盖的一部分限定行程止动件特征部，所述行程止动件特征部与所述第二板轴向间隔开，以限定用于所述转向柱的旋转行程限制。


9.根据权利要求1所述的转向系统，其中所述第一板被固定到所述转向柱，与所述转向柱一起自由旋转，并且沿着所述转向柱的所述中心轴线被轴向固定，其中所述第二板能沿着所述中心轴线自由进行轴向平移，并且借助被设置在所述致动器组件的壳体的键槽内的突起而被抗旋转地固定。


10.一种转向系统，包括:
转向柱，用以定向在至少中心位置和第二位置，并且限定中心轴线；
致动器组件，与所述转向柱操作性连通，以提供转向辅助，所述致动器组件包括由第一端板、第二端板和至少一个中间板限定的至少三个板，每个板限定供转向柱延伸通过的孔，其中每组相邻的板包括彼此面...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·D·哈里斯，J·A·邦科夫斯基，L·F·斯托克，J·A·比克尔，
申请(专利权)人：操纵技术IP控股公司，
类型：发明
国别省市：美国;US