CN102837728B - 车辆转向设备的齿条杆支承装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆转向设备的齿条杆支承装置。该齿条杆支承装置包括：一个或多个轭座，所述一个或多个轭座配置为支承齿条杆的后侧；支承轭，在该支承轭的前侧形成有一个或多个安装槽，所述轭座被分别安装于所述安装槽内；一个或多个弹性支承件，所述一个或多个弹性支承件被装配在所述安装槽内，以朝向所述支承轭的中心偏压所述轭座；以及轭塞，所述轭塞配置为在弹性件的协助下对着所述齿条杆支承所述支承轭的后侧，所述轭塞被连接至齿轮箱的筒体。根据本发明，当操作车辆转向设备时，能够始终保持齿条杆和支承轭之间的间隙恒定，这样使得可降低操作摩擦和噪音，长时间保持支承轭和齿条的支撑力恒定，并可改善驾驶员的转向感觉。

Description

车辆转向设备的齿条杆支承装置

技术领域

本发明涉及一种车辆转向设备的齿条杆支承装置。更具体地，本发明涉及一种车辆齿条-小齿轮型转向设备的齿条杆支承装置，其设置为当操作车辆转向设备时，能够始终保持齿条杆和支承轭之间的间隙恒定，这样可以减少操作摩擦和噪音，可以长时间保持支承轭和齿条杆的支撑力恒定，并且可以改善驾驶员的转向感觉。

背景技术

如本领域公知的，车辆转向设备是指允许驾驶员以其意愿改变车辆的行驶方向的设备。转向设备帮助驾驶员任选地改变车辆前轮转动所绕的旋转中心，以使车辆沿驾驶员希望的方向运动。

附图1是传统的齿条-小齿轮型转向设备的示意图。

如图所示，传统的齿条-小齿轮型转向设备包括：方向盘100，其设置于驾驶员座椅侧；转向轴105，其连接至方向盘100；转向柱103，其配置为使得转向轴105被固定至车身；齿轮箱130，其设有齿条110以及小齿轮120，以将转向轴105输入的旋转力转变为直线运动；齿条杆140，在其每一端设有内球接头135；齿条壳体170，其组装有齿条杆140；以及拉杆150，其与内球接头135的球形成一体。

拉杆150连接至外球接头155，并且传递力至关节159以使轮胎158转向。

附图2是传统的齿条杆支承装置的截面图。

如图所示，传统的齿条杆支承装置包括：小齿轮120、齿条杆140、支承轭260、弹性支承件263、以及轭塞265。如上所述，齿条-小齿轮型齿轮箱130适于将从转向轴(未示出)输入的旋转力转变为直线运动。

齿条杆140与小齿轮120啮合，以将旋转运动转变为直线运动，其中，相对于小齿轮120侧支承齿条杆140的装置设置于齿条杆140后方，以便于齿条杆140和小齿轮120之间的啮合。

用于支承齿条杆140的装置包括：支承轭260、弹性支承件263、以及轭塞265，其中，支承轭260定位成与齿条杆140的后侧相对，在齿条杆140的后侧形成齿条110(见附图1)，并且支承轭260被插入齿轮箱130的筒体250内，以便能垂直于齿条杆140前后移动。

支承轭260形成为柱体形以便可以前后滑动，并且支承轭260在其前侧与齿条杆140接触，支承轭260在该前侧形成有半圆形截面的槽，因而支承轭260的前侧可以与齿条杆140的后侧紧密接触。

此外，为了确保齿条杆140和小齿轮120可以相互紧密接触以便有效地传递力，在支承轭260后方布置有弹性支承件263，以便以预定压力推动支承轭260，从而补偿齿条杆140和小齿轮120之间产生的间隙。

支承轭260被致使抵靠齿条杆140的后侧以摩擦方式滑动。为了防止齿条杆140磨损或由于摩擦而产生噪音，有时可以使用比齿条杆140软的塑性材料制成支承轭260。

被纳入弹性支承槽220中的弹性支承件263用于施加压力，使得支承轭260与齿条杆140紧密接触。通常，采用螺旋弹簧作为弹性支承件263，并且将轭塞265定位在弹性支承件263的后方以支承弹性支承件263。

轭塞265支承弹性支承件263，使得弹性支承件263可以向支承轭260施加压力。由于轭塞265通常形成有螺纹凸凹，齿轮箱130和锁止螺母240形成有与轭塞265的螺纹凹凸相对应的螺纹凹凸，因而轭塞265可以与齿轮箱130和锁止螺母240固定地啮合。此外，在轭塞265的后侧上形成有工具槽230，扳手可以被插入该工具槽230。

然而，这种传统的齿条杆支承装置具有一些问题：由于支承轭可能会严重磨损，操作摩擦和噪音增大，并且由于支承轭的磨损增加而产生了大间隙，因而降低了齿条杆的支承力，使驾驶员的转向感觉变差。

发明内容

因此，为解决现有技术中的上述问题而做出本发明，并且在本发明的一个方面是提供一种车辆转向设备的齿条杆支承装置，其设置为当操作车辆转向设备时，能够始终保持齿条和支承轭之间的间隙恒定，这样使得可降低操作摩擦和噪音，长时间保持支承轭和齿条的支撑力恒定，并可改善驾驶员的转向感觉。

根据本发明的一个方面，提供一种车辆转向设备的齿条杆支承装置，该齿条杆支承装置包括：一个或多个轭座，所述一个或多个轭座配置为支承齿条杆的后侧；支承轭，在该支承轭的前侧形成有一个或多个安装槽，所述轭座被分别安装于所述安装槽内；一个或多个弹性支承件，所述一个或多个弹性支承件被装配在所述安装槽内，以朝向支承轭的中心偏置所述轭座；以及轭塞，所述轭塞配置为在弹性件的协助下对着所述齿条杆支承所述支承轭的后侧，所述轭塞被连接至齿轮箱的简体。

根据本发明，当操作车辆转向设备时，能够始终保持齿条和支承轭之间的间隙恒定，这样使得可降低操作摩擦和噪音，长时间保持支承轭和齿条的支撑力恒定，并可改善驾驶员的转向感觉。

附图说明

结合附图，从以下详细描述将会清楚本发明的以上或其它特性、特征和优势，其中：

图1是传统的车辆转向设备的示意图；

图2是传统的齿条杆支承装置的截面图；

图3是根据本发明的示例性实施方式的车辆转向设备的齿条杆支承装置的截面图；

图4是局部以截面示出的根据本发明的示例性实施方式的支承轭的立体图；以及

图5是示出了根据本发明的示例性实施方式的支承轭的截面图。

具体实施方式

接下来将参考附图描述本发明的具体实施方式。在下面的描述中，尽管在不同的附图中示出，但是将使用相同的附图标记表示相同部件。更进一步，在本发明的以下描述中，如果会使得本发明的主题非常不清楚，则省略在此合并的已知功能和结构的详细说明。

此外，当描述本发明的部件时，可以在此使用术语，例如第一、第二、A、B、(a)、(b)或类似的。这些术语都不用来限定相应部件的本质、次序或顺序，而仅用于将相应部件与其它部件区分。应当指出，如果在说明书中描述一个部件被“连接”、“接合”或“联结”至另一个部件，则第三部件可以被“连接”、“接合”和“联结”于第一和第二部件之间，虽然第一部件可以被直接地连接、接合或联结至第二部件。

在本发明的详细描述中，为了便于描述，除非特别定义，否则假设附图中的小齿轮侧(附图的右侧)指定为前侧，并且相反侧、也就是轭塞侧(附图的左侧)指定为后侧。

图3是根据本发明的一个示例性实施方式的车辆转向设备的齿条杆支承装置的截面图，图4是以局部截面示出了根据本发明的示例性实施方式的支承轭的立体图，以及图5是示出了根据本发明的示例性实施方式的支承轭的截面图。

如图所示，根据本发明的一个示例性实施方式的车辆转向设备的齿条杆支承装置包括：一个或多个楔形轭座305，其配置为支承齿条杆140的后侧，并且每一个轭座305具有凹的前侧；支承轭310，在其前侧形成有一个或多个安装槽317，轭座305被分别装配于这些安装槽317内；一个或多个弹性支承件303，所述弹性支承件配置为分别装配在安装槽317内，以将轭座305朝向支承轭310的中心偏压；以及轭塞320，该轭塞配置为通过弹性件307对着齿条杆140对支承轭310的后侧进行支承，轭塞320被连接至齿轮箱130的筒体250。

支承轭310被插入齿轮箱130的筒体250内，使得支承轭310的前侧与啮合于小齿轮120的齿条杆140的后侧紧密接触，以向前支承齿条杆140，使得齿条杆140和小齿轮120可以适当地相互啮合。

凹的楔形轭座305被分别装配于在支承轭310前侧形成的安装槽317内，其中轭座305适于能够径向移动。

在插入支承轭310和轭塞320之间的弹性件307的协助下，支承轭310向前推动齿条杆140以使齿条杆140和小齿轮120紧密地相互接触，从而有效地传递力，并且使得齿条杆140、支承轭310和小齿轮120保持恒定的间隙以补偿该间隙。

轭座305分别被装配至支承轭310的安装槽317内，以支承齿条杆140的后侧。每一个轭座305形成为楔形，具有弧形截面，使得每一个轭座305的前侧形成为凹形曲面，其与齿条杆140的后侧的形状互补。

由于当齿条杆140线性移动时，轭座305会由于与齿条杆140接触而产生的摩擦而被磨损，这导致在轭座305和齿条杆140之间产生间隙。为了补偿该间隙，弹性支承件303被分别装配于支承轭310的安装槽317内。

这就是说，当楔形的轭座305被分别装配于安装槽317内时，弹性支承件303(例如板簧、盘形弹簧或螺旋弹簧)被插入轭座305的外周侧部和安装槽317的外周侧壁之间，以将轭座305朝向支承轭310的中心偏置，其中每一个轭座305的前侧形成为具有与齿条杆140的后侧相应的曲率。

安装槽317形成于支承轭310的前侧的上半部和下半部，相对于支承轭310的中心相互对称，并且轭座305被分别装配在安装槽317内，以支承齿条杆140的后侧。每一个轭座305的后侧被形成为被斜面的座表面317a支承并与其接合，随着从支承轭310的中心接近外周侧，该座表面的高度朝向齿条杆140逐渐增大。

因此，轭座305适于分别通过弹性支承件303的弹力而沿着座表面317a向支承轭310的中心移动，并且即使当车辆行驶时，通过齿条杆140将路面的反向负载输入传递至轭座305时，每一个轭座305也会被推向支承轭310的外周侧，以防止间隙的增大。

轭座305可以由具有极好的耐磨性和低摩擦特性的钢材料制成。在一些情况下，轭座305可以由工程塑料级材料制成，例如聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。

为了在装配支承轭310和轭座305时便于校正位置设置并便于装配，在支承轭310的中心轴向地形成有调整孔313，并且在调整孔313中插入调整件335，该调整件配置为当装配支承轭310时设置轭座305的径向位置。

这就是说，在被插入调整孔313中时，调整件335朝向轭座305的外周侧推动轭座305，使得弹性件307被压缩并装配；并且在装配之后，调整件335被移去，以使得弹性件307施加弹力，使得轭座305可以支承齿条杆140，而在轭座305和齿条杆140之间没有间隙。

当楔形的轭座305丧失一定的耐久性以及由于轭座305的磨损而在轭座305和齿条杆140之间产生间隙时，轭座305由于弹性支承件303的弹力而沿着座表面317a朝向支承轭310的中心移动，并且轭座305的凹的前表面与齿条杆140的后侧紧密接触，因而补偿轭座305和齿条杆140之间的间隙。

此外，在支承轭310的后侧具有与调整孔313连通的中空部分315，并且在轭塞320上也具有与支承轭310的中空部分315连通的通孔325，使得在支承轭310和轭塞320相互装配之后，可以容易地移去调整件335。

轭塞320螺纹连接至齿轮箱130的简体250，其中轭塞320对支承轭310的后侧进行支承并且在弹性件307的协助下向前推动齿条杆140和支承轭310，因而可以维持齿条杆140和小齿轮120之间的预定间隙。

弹性件307由固定地插入支承轭310的中空部分315中的轭塞320支承，并且朝向齿条杆140推动支承轭310。可将端帽330连接至轭塞320的通孔325，以防止从外部引入异物。

根据上面所述的本发明的结构和形状，当操作车辆转向设备时，能够始终保持齿条104和支承轭310之间的间隙恒定，这样使得可降低操作摩擦和噪音，长时间保持支承轭和齿条之间的支撑力恒定，并可改善驾驶员的转向感觉。

虽然在上面的描述中，本发明的一个实施方式中的所有部件被连接为独立的单元或连接为作为一个独立单元而运行，本发明并不必需限制为这样的实施方式。这就是说，在这些部件之间，一个或多个部件可以选择地被连接为作为一个或多个单元而运行。

此外，由于术语、例如“包括”、“包含”和“具有”意味着可以存在一个或多个部件，除非特意相反描述，因而其应该解释为可以包括一个或多个其它部件。包括一个或多个技术或科技术语的所有术语具有本领域技术人员通常理解的相同含义，除非它们另有限定。通常使用例如由字典定义的术语可以被解释为，其具有与在上下文和相关描述中相同的含义，并且不应被解释为想象的或过度形式化的含义，除非其在本说明书中被清楚地定义。

虽然作为阐释的目的描述了本发明的优选实施方式，本领域技术人员可以清楚得知，在不脱离附加的权利要求公开的本发明的范围和本质下，可对本发明做各种的修改、增加或代替。因此，在本发明中公开的实施方式意欲解释本发明的技术手段的范围，并且本发明的范围并不被该实施方式所限制。本发明的范围应该基于所附的权利要求以这样的方式解释，使得包含于等价于权利要求的范围内的所有技术手段均属于本发明。

Claims (6)

1.一种车辆转向设备的齿条杆支承装置，该齿条杆支承装置包括：

一个或多个轭座，所述一个或多个轭座配置为支承齿条杆的后侧；

支承轭，在该支承轭的前侧形成有一个或多个安装槽，所述轭座被分别安装于所述安装槽内；

一个或多个弹性支承件，所述一个或多个弹性支承件被装配在所述安装槽内，以朝向所述支承轭的中心偏压所述轭座；以及

轭塞，所述轭塞配置为在弹性件的协助下对着所述齿条杆支承所述支承轭的后侧，所述轭塞被连接至齿轮箱的筒体，

其中：在所述支承轭的中心形成有调整孔，并且一调整件被插入该调整孔中，该调整件配置为在装配所述支承轭时设定所述轭座的径向位置，并且

在所述调整件被插入所述调整孔中时，所述调整件朝向所述轭座的外周侧推动所述轭座，使得所述弹性支承件被压缩并装配。

2.如权利要求1所述的齿条杆支承装置，其中：所述安装槽分别形成于所述支承轭的前侧的相对的部分中，并且所述轭座被分别装配在相对的安装槽内。

3.如权利要求2所述的齿条杆支承装置，其中：所述安装槽均形成有座表面，一个轭座的后侧抵靠该座表面，该座表面形成为斜面，随着从所述支承轭的中心接近外周侧，该座表面的高度朝向所述齿条杆逐渐增大。

4.如权利要求1所述的齿条杆支承装置，其中：所述支承轭的后侧设置有与所述调整孔连通的中空部分，使得在装配后可以移去所述调整件。

5.如权利要求4所述的齿条杆支承装置，其中：所述轭塞设置有与所述支承轭的所述中空部分连通的通孔，使得在将所述轭塞装配至所述齿轮箱的所述筒体之后，可以移去所述调整件。

6.如权利要求5所述的齿条杆支承装置，其中：一端帽被连接至所述轭塞的所述通孔，以防止异物被引入所述通孔内。