CN101890993B - 车用转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车用转向装置，其可以减少零件个数。在连接螺栓(45)的头部(46)和螺纹部(49)之间具有能和车把立管插入孔(24)嵌合的台阶部(47)。由于通过开合夹紧机构来拧紧车把立管(14)并对其进行稳固的支承，通过径向压缩力使车把立管直径缩小，此时可将台阶部拧紧，对拧紧连接螺栓施加防止其产生松动所需的那样大小的拧紧力。即，由于对需要较大拧紧力的车把立管进行稳固支承，对连接螺栓施加防止其产生松动所需的那样大小的拧紧力，所以无需使连接螺栓的台阶部的刚性高于其所需要的刚性。由于本发明不需要防止连接螺栓产生松动的螺母，所以能减少零件个数。

Description

车用转向装置

技术领域

本发明涉及一种以车把立管为主要部件的车用转向装置，该车把立管以可转动的方式通过上、下轴承安装在头管中。

背景技术

以车把立管为主要部件的车用转向装置安装在自动档二轮摩托车等车上(例如参照专利文献1中的图1)。其中，上述车把立管以可转动的方式通过上、下轴承安装在头管中。

在专利文献1的图1中，车把立管(5)(括号中的符号沿用专利文献1中的符号，下同)通过上、下轴承(6、7)而穿过头管(4)，该车把立管(5)的下部与下梁(9)相连，该车把立管(5)的上部与上梁(8)相连，而前叉(10)安装在上梁(8)和下梁(9)中。

另外，由螺母(17A)从上方对上轴承(6)施加轴向力，使其受到预紧力作用。由于该螺母(17A)有可能因振动等而产生松动，所以用防松螺母(17B)对螺母(17A)施加轴向力，以达到防止其松动的目的。上述使用两个螺母的防松结构被称为双螺母结构。

虽然专利文献1中所述的结构被人们广泛采用，但是由于该结构需要两个螺母(17A、17B)，因此会增加零件个数。

另外，由于要安装两个螺母(17A、17B)，所以从上轴承(6)到上梁(8)之间需要有一定的长度。这样一来，从上轴承(6)中突出来的车把立管(5)的长度会变长，所以会有外力通过上梁(8)沿着垂直于车把立管(5)的轴线的方向施加到车把立管(5)的上端。车把立管(5)的弯矩既会随着外力的增大而变大，也会随着从上轴承(6)中突出来的车把立管(5)的长度的加长而变大。为了将其弯曲应力控制在规定值以下，需要提高车把立管(5)的抗弯刚性，从而需要增加其壁厚。

还有，由于要安装两个螺母(17A、17B)，所以需要在车把立管(5)的外周设置外螺纹部，从而会增加外螺纹部的螺纹加工成本。

但在小型车辆中，尤其是对于自动档二轮摩托车而言，人们要求减少其零件个数和减小其车把立管的壁厚。

专利文献1：日本发明专利公开公报特开平11-165684号

发明内容

本发明的目的是提供一种车用转向装置，采用本发明，不仅可以减少零件个数，还可使车把立管的壁厚变薄。

在本发明的技术方案1所述的车用转向装置中，包括：车把立管，其上部具有沿着轴线方向延伸的内螺纹，并以可转动的方式通过上、下轴承安装在头管中；密封部件，其可以从上方覆盖在上轴承上；下梁，其设置在上述车把立管的下端；上梁，其具有可以插入上述车把立管的车把立管插入孔，并且具有可以改变该车把立管插入孔直径的开合夹紧机构；连接螺栓，通过其可将上述上梁连接在上述内螺纹上。

在上述连接螺栓的头部和螺纹部之间具有能和上述车把立管插入孔嵌合的台阶部，将上述车把立管通过上、下轴承穿过上述头管，使该车把立管的上端插入上述上梁中，接着将上述连接螺栓拧入上述内螺纹中而使上述轴承产生预压。在该状态下，通过上述开合夹紧机构来减小车把立管插入孔的直径，可将上述上梁固定在上述车把立管和上述台阶部上。

在本发明的技术方案2所述的车用转向装置中，包括：车把立管，其上部具有沿着轴线方向延伸的螺纹，并以可以转动的方式通过上、下轴承安装在头管中；下梁，其设置在上述车把立管的下端；上梁，其具有可以插入上述车把立管的车把立管插入孔，并具有可以改变该车把立管插入孔直径的开合夹紧机构；连接部件，将上述上梁安装到上述车把立管的上部之后，通过该连接部件可将该组件连接在上述螺纹上。

在上述下梁上形成有用来推压上述下轴承内圈的轴承推压部；

在上述上梁上形成有用来推压上述上轴承内圈的轴承推压部；

上述车把立管通过上、下轴承穿过上述头管，使该车把立管的上端插入上述上梁中，接着将上述连接螺栓拧入上述螺纹中使上述轴承产生预压。在该状态下，通过上述开合夹紧机构来减小车把立管插入孔的直径，就可以将上述上梁固定在上述车把立管上。

在本发明的技术方案3所述的车用转向装置中，包括：车把立管，其上部具有沿着轴线方向延伸的螺纹，并以可以转动的方式通过上、下轴承安装在头管中；下梁，其设置在上述车把立管的下端；上梁，其具有可以插入上述车把立管的车把立管插入孔，并具有可以改变该车把立管插入孔直径的开合夹紧机构；连接部件，将上述上梁安装到上述车把立管的上部之后，通过该连接部件可将该组件连接在上述螺纹上；前叉插入孔，其设置在上述各下梁的左右外侧；开合夹紧机构，通过其可以改变该前叉插入孔的直径；前叉插入孔，其设置在上述各上梁的左右外侧；开合夹紧机构，通过其可以改变该前叉插入孔直径；左右一对前叉叉股，其可插入并固定在上述下梁前叉插入孔和上述上梁前叉插入孔中，

在上述下梁上形成有用来推压上述下轴承内圈的轴承推压部；

在上述上梁上形成有用来推压上述上轴承内圈的轴承推压部；

上述车把立管通过上、下轴承穿过上述头管，使该车把立管的上端插入上述上梁中，接着将上述连接螺栓拧入上述螺纹中使上述轴承产生预压。在该状态下，通过上述开合夹紧机构来减小车把立管插入孔的直径，就可以将上述上梁固定在上述车把立管上。

在本发明的技术方案4所述的车用转向装置中，由于通过拧紧开合夹紧机构而对车把立管施加径向压缩力，进而使其外径变小，所以，为了使台阶部的直径与该变小的外径一致，将台阶部的直径设定得小于车把立管的直径。

在本发明的技术方案5所述的车用转向装置中，在对其进行组装时，将内螺纹的位置设置在比车把立管插入孔的下端靠上的位置上。

在本发明的技术方案6所述的车用转向装置中，将用来缩小车把立管插入孔直径的开合夹紧机构的夹紧螺栓，设置在已经拧紧的连接螺栓的螺纹部的轴线方向上的中央附近位置上。

在本发明的技术方案7所述的车用转向装置中，使轴承推压部以朝下鼓出的方式形成，该轴承推压部用来将上轴承内圈推压到上梁上。

【发明效果】

采用本发明技术方案1时，使连接螺栓拧紧到设置在车把立管上部的内螺纹中而固定上梁。此外，通过开合夹紧机构来减小车把立管插入孔的直径，从而将上梁与连接螺栓的台阶部保持固定，由此能够实现连接螺栓的防松目的。即，由于不再需要现有技术中的双螺母，所以能够实现减少零件个数的目的。还有，由于无需在车把立管外周形成外螺纹部，所以能够降低螺纹加工成本。

另外，由于不再需要现有技术中的双螺母，所以可使上梁接近上轴承，从而可缩短车把立管从上轴承中突出来部分的长度。因此，弯矩变小，从而可使车把立管的壁厚变薄。

采用本发明技术方案2时，由于无需在上轴承和上梁之间设置用来施加预紧力的螺母，所以能够将上轴承和上梁设置的较为接近，从而可以缩短车把立管的连接上梁和上轴承的部分的长度，进而可以减小施加给车把立管的弯矩。因此，不仅可使车把立管的壁厚变薄，还可使其变短，从而可以减轻车把立管的重量。

采用本发明技术方案3时，与采用本发明技术方案2的情况一样，由于无需在上轴承和上梁之间设置用来施加预紧力的螺母，所以能够将上轴承和上梁设置的较为接近，从而可以缩短用来连接上梁和上轴承部分的车把立管的长度，进而可以减小施加给车把立管的弯矩。因此，不仅可使车把立管的壁厚变薄，还可使其变短，从而可以减轻车把立管的重量。

采用本发明技术方案4时，由于通过开合夹紧机构来拧紧车把立管并对其进行稳固的支承，通过径向压缩力，使车把立管直径缩小，此时，可以将台阶部拧紧，因此，可对连接螺栓施加防止其产生松动所需的那样大小的拧紧力。

即，由于对需要较大拧紧力的车把立管进行稳固支承，并对连接螺栓施加防止其产生松动所需的那样大小的的拧紧力，因此，无需使连接螺栓的台阶部的刚性高于其所需要的刚性。

采用本发明技术方案5，所述内螺纹设定在，组装后，位于比所述车把立管插入孔的下端靠上的位置。虽然应力容易集中在内螺纹的顶端，但由于内螺纹的顶端位于比车把立管插入孔的下端靠上的位置上，所以能够防止其上出现应力集中的情况。

采用本发明技术方案6时，用来缩小所述车把立管插入孔直径的开合夹紧机构的夹紧螺栓的位置，设置在已拧紧的所述连接螺栓的螺纹部的轴线方向上的中央附近位置上。当拧紧该开合夹紧机构时，车把立管插入孔的直径会减小，因此车把立管的直径也会而减小，内螺纹会因此而更紧密地与连接螺栓嵌合。所以能够加强连接螺栓的防松效果。

采用本发明技术方案7时，使轴承推压部以朝下鼓出的方式在上梁上形成，该轴承推压部用来将上轴承内圈推压到上梁上。通过该轴承推压部来推压上轴承的内圈，可容易地对轴承施加预紧。

附图说明

图1是本发明的车用转向装置的主视图。

图2是上梁的立体图。

图3是本发明的车用转向装置的分解示意图。

图4是本发明的车用转向装置的主要部件的剖视图。

图5是用来说明图4的变更实施方式的剖视图。

【附图标记说明】

10：车用转向装置；11：头管；12：上轴承；13：下轴承；14：车把立管；15：上梁；16：下梁；17：前叉；24：车把立管插入孔；30：开合夹紧机构(车把立管开合夹紧机构)；32：夹紧螺栓；34：设置在车把立管上的内螺纹；35：内圈；38：密封部件；44、62：轴承推压部；45：连接螺栓；46：头部；47：台阶部；48：轴部；49：螺纹部；54：中央线

具体实施方式

下面根据附图说明本发明的实施方式。

【实施例】

如图1所示，车用转向装置10包括：车把立管14，其通过上、下轴承12、13安装在头管11中；上梁15和下梁16，它们分别设置在上述车把立管14的上部和下部；前叉17，其安装在上述上梁15和下梁16中；转向车把19，其通过两个车把支架18设置在上梁15上。其中，车把支架18可以上下分开，通过螺栓21可以使其结合成一体。

如图2所示，在上梁15的平板状梁主体23的中央位置设置有车把立管插入孔24，在梁主体23的左右位置设置有两个螺栓插入孔25(用于插入车把支架18的孔)，在两个螺栓插入孔25的左右外侧位置设置有两个前叉插入孔26。

由于前叉插入孔26外圆周部的一部分因切槽部27的存在而被切断，所以通过拧紧夹紧螺栓28就可减小前叉插入孔26的直径。由此可将前叉17固定在梁主体23上。即，在两个前叉插入孔26上设置有由切槽部27和夹紧螺栓28构成的开合夹紧机构(前叉开合夹紧机构)。

另外，在位于中央位置上的车把立管插入孔24上也设置有切槽部31，通过拧紧夹紧螺栓32可以减小车把立管插入孔24的直径。即，用来减小车把立管插入孔24直径的开合夹紧机构(车把立管开合夹紧机构)30由切槽部31和夹紧螺栓32构成。

可使图1中所示的下梁16的结构与上梁15的结构相同。即，下梁16也具有开合夹紧机构30和包括切槽部27的开合夹紧机构(前叉开合夹紧机构)。

接下来，根据下述分解示意图说明上述车用转向装置10的其他构成要素，而且按照从下至上的顺序依次说明这些该构成要素。

如图3中(e)所示，在车把立管14的上部形成有沿其轴线方向延伸的内螺纹34。将车把立管14的外径记作Dp，将内螺纹34的螺纹长度记作Ls。

如图3中(d)所示，在头管11的上部安装有上轴承12。该上轴承12由内圈35、作为滚动体的滚珠36和外圈37构成。上轴承12除了可以采用该图所示的角接触滚珠轴承之外，还可以采用圆锥滚子轴承等。总体来说，只要轴承12是可以承受径向载荷和轴向载荷并可被预紧的轴承即可，其种类可以任意选择。

如图3中(c)所示，介于上轴承12和上梁15之间的密封部件38包括：平板部39，其与上轴承12的内圈接触，弹性部件41，其嵌装在上述平板部39的外周上。在该弹性部件41上与之一体地形成有唇部42、43。

如图3中(b)所示，在上梁15的车把立管插入孔24上设置有切槽部31和夹紧螺栓32。该夹紧螺栓32的位置设置在车把立管插入孔24在高度方向上的大致中央位置，或着根据后述原因而设置在比中央位置稍微靠上的位置上。另外，在上梁15的下表面上以朝下鼓出的方式设置有轴承推压部44，其用来推压上轴承12的内圈35。

如图3中(a)所示，被称为“上部螺栓”的连接螺栓45包括：头部46，其直径比车把立管插入孔24的直径大很多；台阶部47，其从上述头部46上延伸出来，其直径Db略小于车把立管14的外径Dp；轴部48，其从上述台阶部47上延伸出来，其直径小于台阶部47的直径。其中，在上述轴部48上形成有螺纹部49。另外，在头部46和台阶部47的中心位置形成有六角孔等工具放置孔51，在轴部48的中央位置形成有减重孔52(其直径大于工具放置孔51的外接圆直径)。这样一来，可以通过工具放置孔51和减重孔52将燃油箱的排气管等插入车把立管14中。

根据下图来说明将上述各构成要素组装起来时的情况。

如图4所示，在连接螺栓45的头部46和螺纹部49之间具有台阶部47，其用来和车把立管插入孔24嵌合。另外，使车把立管14通过上轴承12和密封部件38穿过头管11，进而使车把立管14的上端插入上梁15中，接着将连接螺栓45拧入内螺纹34中而对轴承12施以预紧力。即，通过将内圈35朝处于静止状态的外圈37压下，可对轴承12施以预紧力。

首先，通过开合夹紧机构(图2中的符号30)夹紧车把立管14，对其进行稳固的支承，由径向压缩力使车把立管14直径缩小后，将台阶部47固定，在连接螺栓45上只有能防止其产生松动所需的那样大小的拧紧力作用。即，由于对需要较大拧紧力的车把立管14进行稳固支承，而对拧紧连接螺栓45只施加能防止其产生松动所需的那样大小的拧紧力，因此，无需使连接螺栓45的台阶部47的刚性高于其所需要的刚性。

另外，优选在车把立管14的上部形成比内螺纹34的长度长的切槽55。与没有该切槽的情况相比，当形成有切槽55而进行开合夹紧操作时，更易于缩小车把立管14的直径。

还有，在现有技术中采用双螺母结构防止螺母产生松动，但采用本发明时，由于不再需要该双螺母，所以能实现减少零件个数的目的。还有，由于无需在车把立管14的外周形成外螺纹部，所以能够降低螺纹加工成本。

另外，由于不再需要现有技术中的双螺母，所以能使上梁更接近上轴承，从而可以缩短车把立管从上轴承中突出来部分的长度。由此，弯矩减小，所需的刚性也减小，从而能使车把立管的壁厚变薄。

还有，由图4可以明确地看出，在对其进行组装时，将内螺纹34设置在只比车把立管插入孔24的下端靠上δ的位置上。虽然应力容易集中在内螺纹34的顶端(螺纹开始部53)，但是由于内螺纹34的顶端位于比车把立管插入孔24的下端靠上的位置，所以能够防止出现应力集中的情况。

另外，若将穿过连接螺栓45的螺纹部49轴线方向上的中央位置的直线规定为中央线54，夹紧螺栓(图3中的符号32)是设置在中央线54上或者中央线54附近。当拧紧夹紧螺栓时，车把立管插入孔24的直径会减小，从而车把立管14的直径也会减小，内螺纹34会因此而更紧密地与连接螺栓嵌合。所以能够加强连接螺栓的防松效果。

另外，也可以设置多个夹紧螺栓，并可以细微地上下调整其拧紧力矩。

另外，使轴承推压部44以朝下鼓出的方式在上梁15上形成，该轴承推压部44用来推压上轴承12的内圈35。通过该轴承推压部44来推压上轴承12的内圈35，可容易地对上轴承12施以预紧力。如图1所示，与上述结构相同，轴承推压部62以朝上鼓出的方式在下梁16上形成，该轴承推压部62用来推压下轴承13的内圈。通过该轴承推压部62来推压下轴承13的内圈，可容易地对下轴承13施以预紧力。

另外，可以用连接螺母来替换连接螺栓45。根据下图说明该变更实施例。对于与图4通用的构成要素直接沿用原来的符号，省略其详细说明。

如图5所示，在车把立管14的上部附加设置有螺杆轴57，并且在该螺杆轴57上形成有外螺纹58。在该外螺纹58上拧上连接螺母59，在该连接螺母59上与之一体地形成有台阶部61，该台阶部61会插入车把立管插入孔24中。

当通过开合夹紧机构减小车把立管插入孔24的直径时，会同时对车把立管14的上部和台阶部61施加径向压缩力。再通过所产生的静摩擦力可以将上梁15固定在车把立管14上。由于通过上梁15可以固定台阶部61，所以连接螺母59不会产生松动的情况。

还有，在本发明技术方案2、3中，车把立管上形成有“螺纹”。该“螺纹”可以是内螺纹34，也可以是外螺纹58。而且用连接部件与该“螺纹”连接，该连接部件只要是具有对应于“螺纹”的外螺纹或内螺纹的部件即可，例如螺栓、螺母或者其他同等部件，对其种类则不加限定。

另外，在本发明技术方案1中所述的开合夹紧机构是车把立管开合夹紧机构，而对于在本发明技术方案2中所述的两个开合夹紧机构，其中之一是车把立管开合夹紧机构，另外一个则是前叉开合夹紧机构。

另外，优选本发明中的车用转向装置适用于自动档二轮摩托车，但是其也可以适用于三轮车或四轮车。

【工业实用性】

本发明的车用转向装置适用于自动二轮车。

Claims (7)

1.一种车用转向装置，包括：车把立管，其上部具有沿着轴线方向延伸的内螺纹，并以可转动的方式通过上、下轴承安装在头管中；密封部件，其从上方覆盖上轴承；下梁，其设置在所述车把立管的下端；上梁，其具有供所述车把立管插入的车把立管插入孔，并具有可改变所述车把立管插入孔直径的开合夹紧机构；连接螺栓，在将所述上梁安装到所述头管的上部之后，使该连接螺栓与所述内螺纹相连接，其特征在于，

在所述连接螺栓的头部和螺纹部之间具有能和所述车把立管插入孔嵌合的台阶部，

使所述车把立管通过上、下轴承穿过所述头管，并使所述车把立管的上端插入所述上梁中，将所述连接螺栓拧入所述内螺纹中，从而对所述轴承施加预紧力，在该状态下，通过所述开合夹紧机构来减小车把立管插入孔的直径，使该车把立管插入孔的内周面分别对所述车把立管和所述台阶部的外周面形成夹紧，由此将所述上梁固定在所述车把立管和所述台阶部上，

所述连接螺栓的所述台阶部的外径设定的比所述车把立管的外径要小，通过拧紧所述开合夹紧机构对所述车把立管施加径向压缩力，使其外径变小后与所述台阶部的外径达到一致。

2.一种车用转向装置，包括：车把立管，其上部具有沿着轴线方向延伸的螺纹，并且以可转动的方式通过上、下轴承安装在头管中；下梁，其设置在所述车把立管的下端；上梁，其具有供所述车把立管插入的车把立管插入孔，并且具有可改变所述车把立管插入孔直径的开合夹紧机构；连接部件，在将所述上梁安装到所述头管的上部之后，使该连接部件与所述螺纹相连接，其特征在于，

所述连接部件具有能和所述车把立管插入孔嵌合的台阶部，

在所述下梁上形成有用来推压所述下轴承内圈的轴承推压部；

在所述上梁上形成有用来推压所述上轴承内圈的轴承推压部；

使所述车把立管通过上、下轴承穿过所述头管，并使所述车把立管的上端插入所述上梁中，将所述连接部件拧入所述螺纹中而对所述轴承施加预紧力，在该状态下，通过所述开合夹紧机构来减小车把立管插入孔的直径，使该车把立管插入孔的内周面分别对所述车把立管和所述台阶部的外周面形成夹紧，由此将所述上梁固定在所述车把立管和所述台阶部上，

所述连接部件的所述台阶部的外径设定的比所述车把立管的外径要小，通过拧紧所述开合夹紧机构对所述车把立管施加径向压缩力，使其外径变小后与所述台阶部的外径达到一致。

3.一种车用转向装置，包括：车把立管，其上部具有沿着轴线方向延伸的螺纹，并且以可转动的方式通过上、下轴承安装在头管中；下梁，其设置在所述车把立管的下端；上梁，其具有可以插入所述车把立管的车把立管插入孔，并且具有可改变所述车把立管插入孔直径的开合夹紧机构；连接部件，在将所述上梁安装到所述头管的上部之后，使该连接部件与所述螺纹相连接；形成在所述上梁和下梁的左右外侧的前叉插入孔和开合夹紧机构，通过开合夹紧机构可以改变该前叉插入孔的直径；左右一对前叉叉股，其插入并固定在所述下梁和所述上梁上的前叉插入孔中，其特征在于，

所述连接部件具有能和所述车把立管插入孔嵌合的台阶部，

在所述下梁上形成有用来推压所述下轴承内圈的轴承推压部；

在所述上梁上形成有用来推压所述上轴承内圈的轴承推压部；

使所述车把立管通过上、下轴承穿过所述头管，并使所述车把立管的上端插入所述上梁中，将所述连接部件拧入所述螺纹中而对所述轴承施加预紧力，在该状态下，通过所述开合夹紧机构来减小车把立管插入孔的直径，使该车把立管插入孔的内周面分别对所述车把立管和所述台阶部的外周面形成夹紧，由此将所述上梁固定在所述车把立管和所述台阶部上，

所述连接部件的所述台阶部的外径设定的比所述车把立管的外径要小，通过拧紧所述开合夹紧机构对所述车把立管施加径向压缩力，使其外径变小后与所述台阶部的外径达到一致。

4.根据权利要求1～3的任意一项所述的车用转向装置，其特征在于，

在所述车把立管的上部形成有比所述内螺纹的长度长的切槽。

5.根据权利要求1所述的车用转向装置，其特征在于，

所述内螺纹设定在，组装后，位于比所述车把立管插入孔的下端靠上的位置。

6.根据权利要求1～3的任意一项所述的车用转向装置，其特征在于，

用来缩小所述车把立管插入孔直径的开合夹紧机构的夹紧螺栓的位置，设置在已拧紧的所述连接螺栓的螺纹部的轴线方向上的中央附近位置上。

7.根据权利要求2或3所述的车用转向装置，其特征在于，

轴承推压部以朝下鼓出的方式在所述上梁上形成，所述轴承推压部用来对所述上轴承内圈施压。