轴承保持器和具有轴承保持器的转向柱组件实用新型专利

专利名称：轴承保持器和具有轴承保持器的转向柱组件

专利类型：实用新型专利

专利申请号：CN202210264486.4

专利申请（专利权）人：操纵技术IP控股公司
权利人地址：美国密歇根州

专利发明（设计）人：R·W·杜拜,R·W·琼斯,M·J·文森特

专利摘要：一种转向柱组件包括外护套，该外护套沿着轴线延伸并限定用于放置转向轴和轴承组件的中心开口。轴承保持器位于外护套中，用于将轴承组件轴向地保持在外护套中。轴承保持器包括通过外缘和内缘与第二表面间隔开的第一表面。内缘限定用于放置转向轴的开口。轴承保持器包括从第一表面以一定角度远离第二表面延伸的第一弹簧指和从第二表面以一定角度远离第一表面延伸的第二弹簧指。

主权利要求：
1.一种用于转向柱的轴承组件的轴承保持器，所述轴承保持器包括：第一表面，通过外缘和内缘与第二表面间隔开；
所述内缘，至少部分地限定用于放置所提供的转向轴的开口；以及至少一个第一弹簧指，从所述第一表面以一定角度远离所述第二表面延伸；
其中，所述外缘和所述内缘限定一对臂和底部，其中，所述一对臂通过所述底部彼此间隔开，并且所述一对臂中的每个臂都延伸到相应的臂端；
其中，所述至少一个第一弹簧指包括多个第一弹簧指，第一弹簧指位于所述每个臂上。
2.根据权利要求1所述的轴承保持器，还包括至少一个第二弹簧指，所述至少一个第二弹簧指从所述第二表面以一定角度远离所述第一表面延伸。
3.根据权利要求2所述的轴承保持器，其中，所述至少一个第二弹簧指包括多个第二弹簧指，第二弹簧指位于所述每个臂上。
4.根据权利要求1所述的轴承保持器，其中，所述多个第一弹簧指还包括位于所述底部的相对端上的一对第一弹簧指。
5.根据权利要求3所述的轴承保持器，其中，所述多个第二弹簧指还包括位于所述底部的相对端上的一对第二弹簧指。
6.根据权利要求1所述的轴承保持器，其中，所述多个第一弹簧指位于所述外缘与所述内缘之间。
7.根据权利要求3所述的轴承保持器，其中，所述多个第二弹簧指位于所述外缘与所述内缘之间。
8.根据权利要求1所述的轴承保持器，其中，所述底部包括保持凸片，所述保持凸片与所述一对臂相对并且远离所述一对臂延伸。
9.根据权利要求8所述的轴承保持器，其中，所述保持凸片包括从所述底部以非零角度延伸的成角度部。
10.根据权利要求1所述的轴承保持器，其中，所述内缘包括至少部分地限定所述开口的拱形部，并且所述开口是至少部分圆形的。
11.根据权利要求1所述的轴承保持器，其中，所述第一表面包括在所述外缘与所述内缘之间延伸的凸起部。
12.根据权利要求1所述的轴承保持器，其中，所述至少一个第一弹簧指在朝向所述底部的方向上从所述第一表面延伸，并且所述至少一个第二弹簧指在朝向所述底部的方向上从所述第二表面延伸。
13.一种转向柱组件，包括：
外护套，沿着轴线延伸并且限定用于放置所提供的转向轴和所提供的轴承组件的开口；
轴承保持器，用于将所述所提供的轴承组件保持在所述外护套中，所述轴承保持器包括：第一表面，通过外缘和内缘与第二表面间隔开；
所述内缘，至少部分地限定用于放置所述所提供的转向轴的开口；以及至少一个第一弹簧指，从所述第一表面以一定角度远离所述第二表面延伸；
其中，所述外护套限定用于定位所述至少一个第一弹簧指的至少一个凹穴；
其中，所述轴承保持器的所述外缘和所述内缘限定一对臂和底部，其中，所述一对臂通过所述底部彼此间隔开，并且所述一对臂中的每个臂都延伸到臂端；
其中，所述至少一个凹穴包括一对臂凹穴和底部凹穴，所述底部凹穴限定从所述外护套的外表面延伸到所述外护套的内表面的凹穴宽度，其中，所述一对臂的外缘限定小于所述凹穴宽度的臂宽度，使得所述一对臂能够穿过所述底部凹穴插入到所述臂凹穴中。
14.一种转向柱组件，包括：
外护套，沿着轴线延伸并且限定用于放置所提供的转向轴和所提供的轴承组件的开口；
轴承保持器，用于将所述所提供的轴承组件保持在所述外护套中，所述轴承保持器包括：第一表面，通过外缘和内缘与第二表面间隔开；
所述内缘，至少部分地限定用于放置所述所提供的转向轴的开口；以及至少一个第一弹簧指，从所述第一表面以一定角度远离所述第二表面延伸；
其中，所述外护套限定用于定位所述至少一个第一弹簧指的至少一个凹穴；
其中，所述轴承保持器的所述外缘和所述内缘限定一对臂和底部，其中，所述一对臂通过所述底部彼此间隔开，并且所述一对臂中的每个臂都延伸到臂端；
其中，所述外护套包括第一弹簧指保持表面，所述第一弹簧指保持表面沿着所述轴线延伸并且至少部分地限定所述至少一个凹穴，所述至少一个第一弹簧指的外端与所述第一弹簧指保持表面接触。
15.根据权利要求13或14所述的转向柱组件，其中，所述轴承保持器还包括至少一个第二弹簧指，所述至少一个第二弹簧指从所述第二表面以一定角度远离所述第一表面延伸。 说明书 : 轴承保持器和具有轴承保持器的转向柱组件技术领域[0001] 本公开涉及一种轴承保持器(bearingretainer)，并且具体地涉及一种用于转向柱(steeringcolumn)组件的轴承保持器和一种具有轴承保持器的转向柱组件。背景技术[0002] 车辆(诸如汽车、卡车、运动型多用途车辆、跨界车(crossover)、小型货车、船舶、飞机、全地形车辆、休闲车辆或其他合适的车辆)包括各种转向系统方案，例如，线控转向和驾驶员界面转向。这些转向系统方案通常包括用于将转向输入转换为输出的转向柱，该输出与转向连杆相互作用以最终使车轮(或其他元件)转弯车辆。[0003] 转向柱通常包括外护套，该外护套具有位于外护套内的转向轴，该转向轴在第一端上可操作地连接到转向输入部(诸如方向盘)，并且在第二端上可操作地连接到输出部(诸如小齿轮(pinion，齿轮)轴组件)。当方向盘转动时，转向轴在外护套内旋转以与转向连杆相互作用。通常，外护套安装到车辆的部件，使得其不能旋转，并且轴承组件允许转向轴相对于护套旋转。[0004] 一些转向柱可在位置之间轴向调节。在过去，可轴向调节的转向柱的功能是提供手轮位置的灵活性，并且便于为不同身材的驾驶员提供更舒适的驾驶位置。可轴向调节的转向柱通常包括相对于彼此轴向移动但不旋转的两个或更多个外护套。在这样的布置中，转向轴相对于每个外护套旋转，并且可能需要多于一个的轴承组件。[0005] 存在许多传统的轴承组件配置，其通常包括由滚珠轴承分开的可操作地连接到转向轴的内圈和可操作地连接到外护套的外圈。虽然这些传统的轴承组件便于部件之间的相对旋转，但是它们必须轴向地保持在转向柱内，以使得它们不易发生未对准或解体，这在可轴向调节的转向柱中可能是特别具有挑战性的。传统的保持系统包括次级(secondary)机械紧固件或轴承组件的紧密压配合。虽然这些传统的保持系统用于轴向地保持轴承组件，但是它们并非没有缺点。例如，次级机械紧固件需要额外的重量、可能影响结构完整性的紧固件接收孔以及复杂的组装工艺。类似地，被配置为压配合的轴承组件会受到生产差异的影响，并且还需要复杂的组装工艺。[0006] 因此，轴承保持器特征的改进持续受到关注。特别是在重量和组装简单性方面的改进。发明内容[0007] 前面已经相当广泛地概述了本发明的特征和技术优点，以便可以更好地理解下面的本发明的详细描述。下文将描述本发明的附加特征和优点，其形成本发明的权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计用于实现本发明的相同目的的其他实施例的基础。本领域技术人员还应当认识到，这样的等效实施例不脱离如所附权利要求中阐述的本发明的构思和范围。本部分提供了本公开的总体概述，并且不应被解释为与本公开相关联的所有目的、方面、特征和优点的完整和全面的清单(listing)。[0008] 本公开总体上涉及一种用于转向柱的轴承组件的轴承保持器。所述轴承保持器包括通过外缘(outeredge)和内缘(inneredge)与第二表面间隔开的第一表面。内缘至少部分地限定用于放置所提供的转向轴的开口。轴承保持器还包括从第一表面以一定角度远离第二表面延伸的至少一个第一弹簧指(springfinger，弹簧夹指)。[0009] 根据另一方面，本公开涉及一种转向柱组件，所述转向柱组件包括外护套，所述外护套沿着轴线延伸并且限定用于放置所提供的转向轴和所提供的轴承组件的开口。所述转向柱组件还包括用于将所提供的轴承组件保持在外护套中的轴承保持器。所述轴承保持器包括通过外缘和内缘与第二表面间隔开的第一表面。内缘至少部分地限定用于放置所提供的转向轴的开口。轴承保持器还包括从第一表面以一定角度远离第二表面延伸的至少一个第一弹簧指。[0010] 在以下对实施例、所附权利要求和附图的详细描述中公开了本公开的这些和其他方面。附图说明[0011] 当结合附图阅读时，从以下详细描述中最好地理解本公开。要强调的是，根据惯例，附图的各种特征不是按比例的。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸被任意地扩大或缩小。[0012] 图1大体上示出了根据本公开的原理的具有轴承保持器的转向柱组件的第一实施例的端视图(endview)。[0013] 图2大体上示出了轴承保持器的第一表面。[0014] 图3大体上示出了轴承保持器的第二表面。[0015] 图4大体上示出了转向柱组件的外护套和与转向柱组件的附加部件隔离的轴承保持器的端视图。[0016] 图5大体上示出了紧固在外护套的一系列凹穴(pocket)中的轴承保持器的横截面侧视图。[0017] 图6大体上示出了紧固在外护套的一系列凹穴中的轴承保持器的立体图。[0018] 图7大体上示出了根据本发明的原理的轴承保持器的第二实施例。[0019] 图8大体上示出了外护套和位于其中的来自图7的轴承保持器的第二实施例。具体实施方式[0020] 以下讨论涉及本公开的各种实施例。尽管这些实施例中的一个或多个可以是优选的，但是所公开的实施例不应被解释为或以其他方式用于限制本公开(包括权利要求)的范围。另外，本领域技术人员将理解，以下描述具有广泛的应用，并且任何实施例的讨论只是为了做该实施例的典范示例，并且不旨在暗示本公开(包括权利要求)的范围限于该实施例。[0021] 如所描述的，本主题公开的特征可以结合到车辆(诸如汽车、卡车、运动型多用途车辆、跨界车、小型货车、船舶、飞机、全地形车辆、休闲车辆或其他合适的车辆)中，所述车辆包括各种转向系统方案，例如，线控转向和驾驶员界面转向。这些转向系统方案可以包括用于将转向输入转换为输出的转向柱组件，该输出与转向连杆相互作用以最终使车轮(或其他元件)转弯车辆。这些转向系统还可以包括允许转向柱组件被轴向调节或角度(倾斜)调节的配置。[0022] 现在参考附图，其中在本文中示出并描述了各种实施例，但不限于此，图1‑图8示出了用于转向柱组件的轴承保持器和具有轴承保持器的转向柱组件的实施例。轴承保持器具有薄型(thinlyshaped)构造，以在不需要额外的组装步骤的情况下卡扣到与轴承组件相邻的转向柱组件中。[0023] 首先参考图1，其大体上示出了本公开的第一实施例的端视图。转向柱组件20沿着轴线A延伸，并且包括至少一个外护套22和位于至少一个外护套22内的转向轴24。转向柱组件20还包括便于在至少一个外护套22与转向轴24之间相对旋转运动的轴承组件26。轴承保持器28在沿着轴线A的至少一个方向上轴向地定位和保持轴承组件26。转向轴24可以在第一端上可操作地连接到转向输入部(未示出)，诸如方向盘，并且在第二端上可操作地连接到输出部(未示出)，诸如小齿轮轴组件、I轴、万向节、线控转向部件或其他特征。[0024] 轴承组件26可以包括外圈30和外圈30内的内圈32。多个轴承元件34可以位于外圈30与内圈32之间，并且便于它们之间的相对旋转。在一些实施例中，轴承元件34可以具有球形形状。在一些实施例中，外圈30静态地连接到至少一个外护套22，并且内圈32静态地连接到转向轴24。[0025] 轴承保持器28可以限定一个U形，具有由底部38分开的一对臂36。该对臂36可以以平行关系延伸。臂36和底部38中的每个都包括外缘40和大体上位于外缘40与轴线A之间的内缘42。在一些实施例中，底部38和臂36的内缘42包括拱形部44，所述拱形部至少部分地限定具有第一直径D1的圆形形状的开口。在一些实施例中，内圈32限定第二直径D2，并且转向轴24限定第三直径D3。在一些实施例中，第一直径D1大于第二直径D2，使得内圈32和转向轴24可通过开口接近和可见。在一些实施例中，第一直径D1大于第三直径D3，使得转向轴24可通过开口接近和可见。如下面将更详细描述的，至少一个外护套22包括用于定位臂36和底部38的部分的一系列凹穴。[0026] 图2大体上示出了轴承保持器28的第一表面46。在一些实施例中，第一表面46可以面向轴承组件26。第一表面46包括位于外缘40与内缘42之间的凸起部48。凸起部48通常可以包括与外缘40和内缘42相同的形状。每个臂36可以包括朝向另一个臂36延伸的突出部50，突出部50可以至少部分地限定拱形部44，并且可以进一步限定沿着内缘42的第一直线部段52和远离彼此渐缩的(taper，逐渐变窄的)渐缩部54。第二直线部段56可以由与第一直线部段52相对的渐缩部54之后的内缘42限定。第二直线部段56可以延伸到与底部38相对定位的臂端58。沿着每个臂36的外缘40从臂端58到底部38可以是大体上直的。底部38的外缘40包括从底部38居中突出的保持凸片60。保持凸片60可以至少部分地限定第一表面46上的凸起部48和从第一表面46以一定角度突出的成角度部62。在一些实施例中，成角度部62可以从第一表面46以非零角度延伸，例如，在60度与120度之间和/或大约90度。[0027] 轴承保持器28可以包括至少一个弹簧指64A、64B。在一些实施例中，至少一个弹簧指64A、64B包括多个弹簧指64A、64B，所述多个弹簧指包括至少一个第一弹簧指64A，其远离与第二表面66(图3)相对的第一表面48延伸，以及至少一个第二弹簧指64B，其远离与第一表面48相对的第二表面66延伸。[0028] 图3大体上示出了轴承保持器28的第二表面66。第二表面66包括位于外缘40与内缘42之间的凹陷部68。凹陷部68可以大体上包括与外缘40和内缘42相同的形状，并且还可以对应于第一表面48上的凸起部48。在一些实施例中，轴承保持器28由单片材料形成(例如，经由冲压)，使得限定在第一表面46与第二表面之间的厚度是恒定的。在一些实施例中，每个臂36包括位于臂端58附近的第一弹簧指64A和第二弹簧指64B。例如，与臂端58相邻的第一弹簧指64A和位于臂端58附近与第一弹簧指64A相对的第二弹簧指64B。凹坑(dimple，凹陷)70可以在臂端58附近位于弹簧指64A、64B之间，以提供结构支撑。[0029] 在一些实施例中，底部38还可以限定与保持凸片60的相对端相邻定位的弹簧指64A、64B。例如，第一弹簧指64A与保持凸片60的相对端相邻定位。底部38还可以限定弹簧指64A、64B，所述弹簧指从底部38的外缘40与保持凸片60的相对端相邻地突出。例如，第二弹簧指64B从底部38的外缘40与保持凸片60的相对端相邻地突出。这样，从臂端58朝向底部38的方向，弹簧指64A、64B可以在第一弹簧指64A与第二弹簧指64B之间交替。除了从与保持凸片60的相对端相邻的底部38的外缘40突出的弹簧指64A、64B之外，其他弹簧指64A、64B可以从轴承保持器28切出并且位于内缘40与外缘42之间的弹簧指孔72中。[0030] 图4大体上示出了转向柱组件20的外护套22和与转向柱组件20的附加部件隔离的轴承保持器28的端视图。外护套22包括用于插入轴承保持器28的一系列凹穴。更具体地，外护套22包括用于定位臂36的一对臂凹穴74。臂凹穴74可以完全延伸穿过外护套22的内表面和外表面，使得臂端58位于外护套22的外部。外护套22还可以包括底部凹穴76，用于定位包括保持凸片60的底部38的至少一部分。[0031] 图5大体上示出了紧固在外护套22上的轴承保持器28的横截面侧视图。如图所示，第一弹簧指64A和第二弹簧指64B相对于臂端58和底部38沿同一方向附接。更具体地，每个弹簧指64A、64B可以从朝向臂端58的位置延伸，并且在远离臂端58的方向上以向外的角度延伸。这样，轴承保持器28可以如标记为“力”的箭头所示插入到外护套22中，并且每个弹簧指64A、64B可以朝向彼此压缩并且面向大体上同一方向锁定到外护套22的表面上。限定臂36的外缘40的宽度可以小于底部凹穴76的宽度以便于插入。[0032] 继续参考图5，臂凹穴74可以由第一弹簧指保持表面78和第二弹簧指保持表面80限定。底部凹穴76也可以由第一弹簧指保持表面78和第二弹簧指保持表面80限定。第一弹簧指保持表面78和第二弹簧指保持表面80可以沿着轴线A在相对的方向从臂凹穴74和底部凹穴76向外延伸。在组装期间，弹簧指64A、64B在进入底部凹穴76时被压缩，并且当与第一弹簧指保持表面78和第二弹簧指保持表面80对准时卡扣到第一弹簧指保持表面78和第二弹簧指保持表面80中。这样，弹簧指64A、64B被配置为在一个方向上容易插入，但在相对方向上难以移除，因为弹簧指64A、64B的外端被钩住或卡扣成与保持表面78、80接合。成角度部62可以使轴承保持器28相对于外护套22定位。图6大体上示出了紧固在外护套22中的轴承保持器28的立体图。臂凹穴74中的每个都可以至少部分地由突出82限定，所述突出有助于保持第一弹簧指64A抵靠第一弹簧指保持表面78。[0033] 图7大体上示出了根据本公开的原理的用于插入外护套122中的轴承保持器128的第二实施例。除非另外指示，否则轴承保持器128和外护套122的第二实施例可以共享与图1‑图6中呈现的第一实施例类似的特征、配置和组装方法。轴承保持器128包括与第二表面166相对的第一表面146，并且由外缘140和内缘142限定。内缘142限定圆的至少一部分。在一些实施例中，内缘142限定完整的圆。内缘142的圆形部可以由第一直径D10限定。在一些实施例中，第一直径D10的尺寸与关于第一实施例描述的第一直径D1的尺寸相同。在一些实施例中，外缘140还限定圆的至少一部分，例如完整的圆。一对弹簧指164A、164B在轴承保持器128的相对侧上延伸，并且包括平坦的平坦部143和弯曲成球状(bulbous)形状的弹簧部144。第一表面146可以限定凸起部148，所述凸起部对应于第二表面166上的凹陷部。图8大体上示出了外护套122和轴承保持器128的第二实施例。外护套128可以限定用于插入相对间隔开的弹簧指164A、164B的凹穴174。在一些实施例中，平坦部143延伸到凹穴174中并且通过弹簧部144在其中偏置，所述弹簧部接触围绕凹穴174的外护套122的表面。[0034] 在一些实施例中，轴承保持器(28、128)可以由钢材料形成，诸如弹簧钢材料、1074‑1075碳素钢(carbonsteel)或其他钢合金。在一些实施例中，轴承保持器(28、128)可以在第一表面(46、146)与第二表面(66、166)之间具有介于0.45mm与0.55mm之间的厚度。在一些实施例中，轴承保持器(28、128)已经例如经由等温淬火工艺进行热处理，使得轴承保持器(28、128)的至少一部分包括的贝氏体显微组织高于通常在1074‑1075碳素钢中发现的贝氏体显微组织。在一些实施例中，轴承保持器(28、128)是具有冲压边缘和元件的单件(singlepiece)。[0035] 以上讨论旨在说明本公开的原理和各种实施例。一旦完全理解上述公开内容，许多变化和修改对于本领域技术人员而言将变得显而易见。以下权利要求旨在被解释为涵盖所有这些变化和修改。[0036] 词语“示例”在本文中用于表示用作示例、实例或说明。本文中描述为“示例”的任何方面或设计不一定被解释为比其他方面或设计优选或有利。相反，词语“示例”的使用旨在以具体的方式呈现概念。如本申请中所使用的，术语“或”旨在表示包含性的“或”而不是排他性的“或”。即，除非另有说明或从上下文中清楚，否则“X包括A或B”旨在表示任何自然的包含性排列。即，如果X包括A；X包括B；或者X包括A和B两者，则在任何前述情况下“X包括A或B”得到了满足。另外，本申请和所附权利要求中使用的冠词“一”和“一个(种)”通常应被解释为表示“一个(种)或多个(种)”，除非另有说明或从上下文中清楚地指向单数形式。此外，除非如此描述，否则通篇使用术语“实施方式”或“一个实施方式”并不旨在表示相同的实施例或实施方式。[0037] 已经描述了上述实施例、实施方式和方面，以便允许容易地理解本公开，并且不限制本公开。相反，本公开旨在覆盖包括在所附权利要求的范围内的各种修改和等同布置，该范围应被赋予最广泛的解释以涵盖法律允许的所有这些修改和等同结构。

专利地区：美国

专利申请日期：2022-03-17

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN115111273B