Узел рулевого колеса (варианты) и транспортное средство, содержащее такой узел

Группа изобретений относится к вариантам узла рулевого колеса и транспортному средству, содержащему такой узел. Узел рулевого колеса включает арматуру, имеющую ступицу, обод и по меньшей мере две спицы, продолжающиеся между ступицей и ободом. Демпфер соединяет по меньшей мере две спицы и ступицу и предотвращает контакт между спицами и ступицей. По меньшей мере две спицы и ступица могут включать взаимно чередующиеся выступы, которые демпфер предотвращает от контактирования друг с другом. Демпфер, по существу, заполняет зазор между взаимно чередующимися выступами и окружает взаимно чередующиеся выступы. В одном из вариантов осуществления демпфер является кольцевым, а взаимно чередующиеся выступы продолжаются радиально и включают основание и дальний конец, имеющий длину большую, чем длина основания. Обеспечивается снижение вибраций, передаваемых на рулевое колесо. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение, в общем, относится к узлам рулевого колеса, используемым в транспортных средствах, а более конкретно, к узлу рулевого колеса, имеющему возможности демпфирования.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Узлы рулевого колеса являются обычными компонентами транспортных средств и обычно включают металлическую арматуру или каркас, покрытый полимером и наружным покрытием. Сама арматура включает центральную ступицу, наружный обод и некоторое количество спиц, присоединяющих обод к ступице непрерывным образом. Внутри транспортного средства арматура рулевого колеса присоединена к рулевой колонке или валу, который присоединен через поперечные рулевые тяги и рулевые сошки системы рулевого управления или через другие известные устройства к колесам транспортного средства. Когда нежелательные атрибуты (например, вибрации, колебания и резонанс) вырабатываются во время вождения, эти атрибуты передаются обратно через соединенные подкомпоненты системы рулевого управления и, в конечном счете, через ступицу, спицы и обод на руки водителя транспортного средства.

Прежние попытки уменьшить или устранить такие нежелательные атрибуты обычно включали прибавление или вычитание массы из узла рулевого колеса в попытке демпфировать атрибуты. Другие включали добавление отдельных демпферов между ступицей и спицами арматуры. В патенте США 2,128,069 на имя Эшби описано четырехспицевое рулевое колесо, в котором спицы являются стальными проволоками, которые продолжаются в резиновые вставки вкладыша, расположенные внутри ступицы рулевого колеса. Четыре описанных вкладыша заблокированы на месте внутри ступицы зажимным кольцом, закрепленным поверх вкладышей и приболченным к ступице. Аналогичным образом, в патенте США 2,623,405 на имя Сэмпсона описан узел рулевого колеса с тремя спицами, которые продолжаются в резиновые вставки вкладыша, расположенные у ступицы рулевого колеса. Вкладыши посажены с натягом во втулки, присоединенные к ступице, чтобы обеспечивать отдельное демпфирование каждой спицы. Несмотря на то, что эти попытки способны уменьшать нежелательные атрибуты, каждая включает добавление нескольких деталей в узел рулевого колеса, что увеличивает время и затраты на производство как по трудовым ресурсам, так и деталям.

Соответственно, существует необходимость в узле рулевого колеса, способном уменьшать или устранять нежелательные атрибуты, не увеличивая время и затраты на производство. Такой узел рулевого колеса неизбежно изолировал бы ступицу и спицу от контакта. Изоляция предпочтительно достигалась бы с минимальными количеством дополнительных деталей и воздействием на процесс производства, и необходимостью в дополнительном обслуживании.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с задачами и преимуществами, описанными в материалах настоящей заявки, предложен узел рулевого колеса. Узел рулевого колеса может быть описан в общих чертах в качестве содержащего арматуру, имеющую ступицу, обод и по меньшей мере две спицы, продолжающиеся между ступицей и ободом, и демпфер, соединяющий по меньшей мере две спицы и ступицу. В одном из возможных вариантов осуществления, по меньшей мере две спицы и ступица включают взаимно чередующиеся выступы, а демпфер предотвращает контакт между взаимно чередующимися выступами.

В одном из других возможных вариантов осуществления первая часть взаимно чередующихся выступов продолжаются радиально от ступицы к по меньшей мере двум спицам, а вторая часть взаимно чередующихся выступов продолжаются радиально от по меньшей мере двух спиц к ступице.

В еще одном возможном варианте осуществления демпфер является кольцевым. В еще одном варианте осуществления взаимно чередующиеся выступы включают основание и дальний конец, имеющий длину, большую, чем длина основания.

В еще одном возможном варианте осуществления первая часть взаимно чередующихся выступов продолжаются линейно от ступицы, а вторая часть взаимно чередующихся выступов продолжаются линейно от по меньшей мере двух спиц.

В еще одном другом возможном варианте осуществления демпфер по существу заполняет зазор между взаимно чередующимися выступами. В еще одном варианте осуществления демпфер окружает взаимно чередующиеся выступы.

В соответствии с еще одним вариантом изобретения узел рулевого колеса включает арматуру, имеющую ступицу и обод, присоединенный к первой и второй спицам, продолжающимся к ступице, и демпфер, поддерживаемый ступице и перекрывающий зазор между первой и второй спицами и ступицей, при этом первая и вторая спицы и ступица включают взаимно чередующиеся выступы, а демпфер предотвращает контакт между взаимно чередующимися выступами.

В одном из возможных вариантов осуществления, демпфер является кольцевым. В еще одном варианте осуществления взаимно чередующиеся выступы продолжаются радиально от боковой стороны ступицы. В еще одном варианте осуществления взаимно чередующиеся выступы включают основание и дальний конец, имеющий длину, большую, чем длина основания.

В еще одном возможном варианте осуществления ступица включает верхнюю и нижнюю поверхности, а демпфер продолжается поверх верхней поверхности и под нижней поверхностью.

В кроме того еще одном возможном варианте осуществления взаимно чередующиеся выступы продолжаются линейно от боковой стороны ступицы. В еще одном варианте осуществления демпфер является параллелограммом. В еще одном варианте осуществления демпфер по существу заполняет зазор между взаимно чередующимися выступами. В еще одном, по меньшей мере две спицы включают верхнюю и нижнюю ветви.

В одном из других возможных вариантов осуществления ступица включает верхнюю и нижнюю поверхности, а демпфер продолжается поверх верхней поверхности и под нижней поверхностью.

В соответствии с еще одним возможным вариантом изобретения узел рулевого колеса включает ступицу, имеющую множество выступов, наружный обод, по меньшей мере две спицы, присоединенные к ободу и продолжающиеся к ступице, причем каждая из по меньшей мере двух спиц имеет множество выступов, продолжающихся к ступице и взаимно блокирующихся с множеством выступов ступицы, и демпфер, поддерживаемый ступицей для закрепления по меньшей мере части взаимно блокирующихся выступов без контакта между множеством выступов ступицы и выступами каждой из по меньшей мере двух спиц.

В последующем описании показаны и описаны несколько вариантов осуществления узла рулевого колеса. Следует понимать, что узлы допускают другие, иные варианты осуществления, и некоторые их детали допускают модификацию в различных очевидных аспектах, не выходя за рамки узла, заявленного и описанного в приведенной ниже формуле изобретения. Соответственно, чертежи и описание, по характеру, должны рассматриваться в качестве иллюстративных, а не ограничивающих.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Прилагаемые чертежи, включенные в материалы настоящей заявки и образующие часть описания изобретения, иллюстрируют несколько аспектов узла рулевого колеса и, вместе с описанием, служат для пояснения некоторых его принципов. На чертежах:

Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе обычной арматуры рулевого колеса, присоединенной на центральной втулке к частично показанному узлу рулевой колонки;

Фиг. 2 представляет собой вид спереди узла рулевого колеса, показывающий арматуру и демпфер тороидальной формы, присоединяющий ступицу к паре спиц;

Фиг. 3 представляет собой местный вид спереди узла рулевого колеса, показывающий взаимно чередующиеся выступы, продолжающиеся радиально от ступицы и пары спиц;

Фиг. 4 представляет собой вид сбоку в вертикальной проекции узла рулевого колеса, включающего демпфер;

Фиг. 5 представляет собой иллюстрация, показывающая форму одного из взаимно чередующихся выступов;

Фиг. 6 представляет собой местный вид спереди альтернативного варианта осуществления узла рулевого колеса, показывающий взаимно чередующиеся выступы, продолжающиеся линейно от ступицы и пары спиц;

Фиг. 7 - вид сбоку в вертикальной проекции узла рулевого колеса в альтернативном варианте осуществления, включающего демпфер;

Фиг. 8 представляет собой вид сбоку в вертикальной проекции альтернативного варианта осуществления узла рулевого колеса, включающего демпфер и верхнюю и нижнюю ветви, формирующие спицы; и

Фиг. 9 представляет собой вид сбоку в вертикальной проекции альтернативного варианта осуществления узла рулевого колеса, включающего демпфер и верхнюю и нижнюю ветви, формирующие спицы.

Далее будет сделана подробная ссылка на предпочтительные в настоящее время варианты осуществления узлов рулевого колеса, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах, на которых одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения идентичных элементов.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее сделана ссылка на фиг. 1, которая иллюстрирует типичный узел 10 рулевого колеса, присоединенный на центральной ступице 12 к частично показанному узлу 14 рулевой колонки. Как показано, арматура 10 включает центральную ступицу 12, наружный обод 16 и две спицы 18, продолжающиеся между ступицей и ободом. Третья, неполная спица 20 показана прилегающей к нижней части наружного обода 16. Центральная ступица 12, наружный обод 16 и спицы 18 формируют непрерывную конструкцию, или арматуру 10 рулевого колеса, которая жестко прикреплена к узлу 14 рулевой колонки болтом 22. В этой компоновке, любые нежелательные вибрации, колебания или модальная синхронизация вводятся в центральную ступицу 12 и передаются через спицы 18 на наружный обод 16 и руки водителя.

Для того чтобы устранить или уменьшить передачу таких нежелательных атрибутов на водителя, узел 24 рулевого колеса включает дополнительное стыковое соединение. Стыковое соединение расположено между парой спиц 26, продолжающихся из наружного кольца 28, и центральной ступицей 30. Как показано на фиг. 2, демпфер 32 покрывает стыковое соединение в описанном варианте осуществления. Демпфер 30 может быть сплошной или ламинированной резиной и является кольцевым, из условия чтобы стыковое соединение между каждой из спиц 26 и центральной ступицей 30 было покрыто демпфером 30. В описанном варианте осуществления, демпфер 30 имеет тороидальную форму. Другие варианты осуществления могут включать дополнительные спицы, продолжающиеся между наружным кольцом 28 и центральной ступицей 30, причем, каждая такая дополнительная спица является изолированной от центральной ступицы и покрыта демпфером 32. В дополнение, плотность резинового материала, используемого в демпфере 30, может настраиваться, чтобы уравновешивать затраты на производство и ограничение и/или устранение нежелательных атрибутов.

Как показано на фиг. 3, стыковое соединение 34, которое по существу является воздушным зазором, сформировано между взаимно чередующимися выступами, что предотвращает контакт между спицами 26 и ступицей 30. Более точно, первая часть взаимно чередующихся выступов 36 продолжаются радиально от каждой боковой стороны ступицы 30 в целом в направлении спиц 26. Более конкретно, выступы 36 продолжаются радиально от наружной поверхности или боковой стороны 38 ступицы 30. Вторая часть взаимно чередующихся выступов 40 продолжаются радиально от каждой из спиц 26 к ступице 30. Вновь, выступы 40 продолжаются радиально от наружной поверхности или боковой стороны 42 спиц 26. Демпфер 32 (показан пунктирными линиями) по существу заполняет стыковое соединение 34, предотвращая контакт между выступами 36 и 40, и ограничивая передачу нежелательных атрибутов со ступицы 30 на спицы 26.

Как показано на фиг. 4, ступица 32 включает верхнюю поверхность 31 и нижнюю поверхность 33, а демпфер 32 продолжается поверх верхней поверхности и под нижней поверхностью. Как показано на фиг. 3 и 4, демпфер 32 окружает взаимно чередующиеся выступы 36 и 40. Другими словами, демпфер 32 по существу заполняет воздушный зазор между взаимно чередующимися выступами и покрывает верхнюю и нижнюю поверхность взаимно чередующихся выступов.

Как показано на фиг. 5, выступы 36 и 40 включают основание 44 и дальний конец 46, имеющий длину LE, большую, чем длина основания, LB. Длина основания 44 и дальнего конца 46 может разниться между выступами 36 ступицы и выступами 40 спиц в зависимости от выбора конструкции или все могут быть идентичными в пределах узла рулевого колеса. Отличающиеся длины, однако, предоставляют выступам 36 ступицы и выступа 40 спиц формировать труднопреодолимую связь, когда демпфер 32 заполняет зазоры, сформированные между ними.

Конечно, выступы ступицы и выступы спиц могли бы принимать любое количество форм, в том числе, например, линейную форму, как показано на фиг. 6. В этом варианте осуществления, стыковое соединение 48, которое вновь является воздушным зазором, сформировано между взаимно чередующимися выступами, что предотвращает контакт между спицами 50 и ступицей 52. Более точно, первая часть взаимно чередующихся выступов 54 продолжаются линейно от каждой боковой стороны ступицы 52 в целом в направлении спиц 50. Более конкретно, выступы 54 продолжаются линейно от наружной поверхности или боковой стороны 56 ступицы 52. Вторая часть взаимно чередующихся выступов 58 продолжаются линейно от каждой из спиц 50 к ступице 52. Вновь, выступы 58 продолжаются линейно от наружной поверхности или боковой стороны 60 спиц 50.

Демпфер 62 (показан пунктирными линиями) покрывает и по существу заполняет стыковое соединение 48 в описанном альтернативном варианте осуществления, предотвращая контакт между выступами 54 и 58, и ограничивая передачу нежелательных атрибутов со ступицы 52 на спицы 50. Другими словами, демпфер 62 по существу заполняет воздушный зазор между взаимно чередующимися выступами 54 и 58 и окружает их, и покрывает верхнюю поверхность 64 и нижнюю поверхность 66 ступицы 52. Демпфер 62 может быть сплошной или ламинированной резиной и является в целом прямоугольным, из условия чтобы стыковое соединение 48 между каждой из спиц 50 и центральной ступицей 52 было покрыто демпфером.

В альтернативном варианте осуществления, показанном на фиг. 8, спицы включают верхнюю ветвь 68 и нижнюю ветвь 70. Более точно, первая часть взаимно чередующихся выступов 36 продолжаются радиально от каждой боковой стороны ступицы 30 в целом в направлении верхней и нижней ветвей 68, 70. Более конкретно, выступы 36 продолжаются радиально от наружной поверхности или боковой стороны 38 ступицы 30. Вторая часть взаимно чередующихся выступов 40 продолжаются радиально от каждого из верхней и нижней ветвей 68, 70 к ступице 30. Вновь, выступы 40 продолжаются радиально от наружной поверхности или боковой стороны 42 верхней и нижней ветвей 68, 70. Демпфер 72 (показан пунктирными линиями) по существу заполняет стыковое соединение, предотвращая контакт между выступами 36 и 40 верхней и нижней ветвей 68, 70, и ограничивает передачу нежелательных атрибутов со ступицы 30 на верхнюю и нижнюю ветви 68, 70.

В альтернативном варианте осуществления, показанном на фиг. 9, спицы включают верхнюю ветвь 74 и нижнюю ветвь 76. Более точно, первая часть взаимно чередующихся выступов 54 продолжаются линейно от каждой боковой стороны ступицы 52 в целом в направлении верхней и нижней ветвей 74, 76. Более конкретно, выступы 54 продолжаются линейно от наружной поверхности или боковой стороны 56 ступицы 52. Вторая часть взаимно чередующихся выступов 58 продолжаются линейно от каждого из верхней и нижней ветвей 74, 76 к ступице 52. Вновь, выступы 58 продолжаются линейно от наружной поверхности или боковой стороны 60 верхней и нижней ветвей 74, 76. Демпфер 78 (показан пунктирными линиями) по существу заполняет стыковое соединение, предотвращая контакт между выступами 54 и 58 верхней и нижней ветвей 74, 76, и ограничивает передачу нежелательных атрибутов со ступицы 52 на верхнюю и нижнюю ветви 74, 76.

Подводя итог вышесказанному, многочисленные выгоды являются результатом узла рулевого колеса, как проиллюстрированный в этом документе. Узел рулевого колеса способен снижать или устранять нежелательные атрибуты, не увеличивая время и затраты на производство. Такой узел рулевого колеса неизбежно изолировал бы ступицу и спицу от контакта. Изоляция предпочтительно достигалась бы с минимальным количеством дополнительных деталей и воздействием на процесс производства, и необходимостью в дополнительном обслуживании.

Изложенное выше представлено для иллюстрации и описания. Описание не является исчерпывающим или ограничивающим варианты осуществления точной раскрытой формой. Очевидные модификации и варианты возможны в свете вышеприведенных доктрин. Все такие модификации и варианты находятся в рамках объема приложенной формулы изобретения при толковании в соответствии с объемом притязаний, на который им дано право объективно, по закону и по справедливости.

1. Узел рулевого колеса, содержащий:

арматуру, имеющую ступицу, обод и по меньшей мере две спицы, продолжающиеся между ступицей и ободом, причем каждое из по меньшей мере двух спиц и ступицы включает взаимно чередующиеся выступы; и

сплошной резиновый демпфер, соединяющий по меньшей мере две спицы и ступицу,

при этом указанный демпфер предотвращает контакт между указанными взаимно чередующимися выступами по меньшей мере двух спиц и ступицы.

2. Узел рулевого колеса по п. 1, в котором первая часть взаимно чередующихся выступов продолжается радиально от ступицы к по меньшей мере двум спицам.

3. Узел рулевого колеса по п. 2, в котором вторая часть взаимно чередующихся выступов продолжается радиально от по меньшей мере двух спиц к ступице.

4. Узел рулевого колеса по п. 3, в котором демпфер является кольцевым.

5. Узел рулевого колеса по п. 4, в котором взаимно чередующиеся выступы включают основание и дальний конец, имеющий длину большую, чем длина основания.

6. Узел рулевого колеса по п. 1, в котором первая часть взаимно чередующихся выступов продолжается линейно от ступицы.

7. Узел рулевого колеса по п. 6, в котором вторая часть взаимно чередующихся выступов продолжается линейно от по меньшей мере двух спиц.

8. Узел рулевого колеса по п. 1, в котором по меньшей мере две спицы включают верхнюю и нижнюю ветви.

9. Узел рулевого колеса по п. 1, в котором демпфер окружает взаимно чередующиеся выступы.

10. Транспортное средство, содержащее узел рулевого колеса по п. 9.

11. Узел рулевого колеса, содержащий:

арматуру, имеющую ступицу и обод, присоединенный к первой и второй спицам, продолжающимся к ступице; и

демпфер, поддерживаемый ступицей и перекрывающий зазор между и первой, и второй спицами и ступицей,

при этом каждая из первой и второй спиц и ступицы включают взаимно чередующиеся выступы, а демпфер предотвращает контакт между взаимно чередующимися выступами.

12. Узел рулевого колеса по п. 11, в котором демпфер является кольцевым.

13. Узел рулевого колеса по п. 11, в котором взаимно чередующиеся выступы продолжаются радиально от боковой стороны ступицы.

14. Узел рулевого колеса по п. 12, в котором взаимно чередующиеся выступы включают основание и дальний конец, имеющий длину большую, чем длина основания.

15. Узел рулевого колеса по п. 11, в котором ступица включает верхнюю и нижнюю поверхности, а демпфер продолжается поверх верхней поверхности и под нижней поверхностью.

16. Узел рулевого колеса по п. 14, в котором взаимно чередующиеся выступы продолжаются линейно от боковой стороны ступицы.

17. Узел рулевого колеса по п. 11, в котором каждая из первой и второй спиц включает верхнюю и нижнюю ветви.

18. Узел рулевого колеса, содержащий:

ступицу с множеством выступов,

наружный обод,

по меньшей мере две спицы, присоединенные к ободу и продолжающиеся к ступице, причем каждая из по меньшей мере двух спиц имеет множество выступов, продолжающихся к ступице и взаимно блокирующихся с множеством выступов ступицы; и

демпфер, поддерживаемый ступицей для закрепления по меньшей мере части множества выступов ступицы и выступов каждой из по меньшей мере двух спиц без контакта между множеством выступов ступицы и выступами каждой из по меньшей мере двух спиц.

19. Узел рулевого колеса по п. 18, в котором демпфер окружает указанные выступы.

20. Узел рулевого колеса по п. 18, в котором ступица включает верхнюю и нижнюю поверхности, а демпфер продолжается поверх верхней поверхности и под нижней поверхностью.