CN104169159A - 转向装置的齿杆支撑装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种齿杆支撑装置，其是朝向小齿轮轴支撑车辆转向设备的齿杆的装置，包括齿条支座和偏置组件。偏置组件具有调节塞、调节组件和支撑板组件。调节组件具有调节元件和第一偏置元件。支撑板组件具有第一支撑板、第二支撑板、施加力致使第一支撑板相对于第二支撑板沿偏置轴被推动的第二偏置元件、以及将第一支撑板连接至第二支撑板致使限制第二支撑板在与齿条支座相反的方向上的运动的连接结构。

Description

转向装置的齿杆支撑装置
技术领域
本发明涉及用于车辆的包括转向设备的转向装置的齿杆支撑装置。
背景技术
具有齿条齿轮型转向装置的转向设备具有齿杆的齿条和小齿轮轴的小齿轮彼此啮合的结构。
这种转向装置通常具有用于维持齿条和小齿轮的稳固啮合的齿条支撑结构，以改善转向性能和转向感受。
齿条支撑结构具有接触齿杆的齿条支座，并且具有被安装在转向装置外壳中的调节塞支撑的卷簧弹性地支撑齿条支座的结构。
这种传统齿杆支撑装置具有齿条支座和调节塞之间的间隙可能通过由于长时间运转导致的齿条和小齿轮的磨损而增加、并且增加的间隙可能导致发出声响、震动等等的问题。
发明内容
技术问题
本发明已经做出努力以提供齿杆支撑装置，其可以有效地吸收由于长时间使用车辆转向设备的转向装置导致的磨损而产生的间隙。
技术方案
根据本发明的实施方式，一种齿杆支撑装置，其用于朝向小齿轮轴支撑车辆的转向设备的齿杆，其包括：齿条支座，其在接触齿杆的状态下被设置在小齿轮的相反侧；以及偏置组件，其提供沿偏置轴朝向齿杆推动齿条支座的力，使得齿条支座推动要与小齿轮轴啮合的齿杆。偏置组件包括：调节塞，其能够沿偏置轴被固定在多个位置上；调节组件，其包括被形成为能够沿偏置轴相对调节塞朝向齿条支座移动的调节元件，以及被分别连接至调节塞和调节元件以提供相对于调节塞朝向齿条支座推动调节元件的力的第一偏置元件；以及支撑板组件，其包括被齿条支座支撑的第一支撑板，在被调节元件支撑的状态下被设置为面对第一支撑板的第二支撑板，被插入第一和第二支撑板之间以提供抵抗第二支撑板而沿偏置轴推动第一支撑板的力的第二偏置元件，以及连接第一和第二支撑板以限制第二支撑板在远离齿条支座的方向上的移动的连接结构。
第二偏置元件可以是盘簧或卷簧，其在被压缩的状态下被插入第一和第二支撑板之间。
齿杆支撑装置可以进一步包括O型环，该O型环被设置在盘簧和第一支撑板之间。
连接结构可以包括彼此啮合的螺栓和螺母，并且第一和第二支撑板被设置在螺栓头部和螺母之间。
第二支撑板可以在被调节元件支撑的状态下被安装为在初始安装状态下与限制第二支撑板的移动的螺栓头部和螺母的其中之一分离。
螺母和第一支撑板可以被一体成型为一个元件。
第二支撑板可以在被调节元件支撑的状态下被安装为在初始安装状态下与限制第二支撑板的移动的螺栓头部和螺母的其中之一分离。
第二支撑板和螺栓头部可以被一体成型为一个元件。
第二支撑板可以在被调节元件支撑的状态下被安装，使得在初始安装状态下螺母与第一支撑板分离。
第一偏置元件可以是扭力弹簧，调节塞可以设置有第一凸轮结构，并且调节元件可以设置有第二凸轮结构，该第二凸轮结构与第一凸轮结构啮合，以通过扭力弹簧的力沿偏置轴的方向朝向齿条支座移动。
第二支撑板可以在初始安装状态下被安装为处于在偏置轴上不接触第一支撑板和连接结构的状态，使得空隙分别存在于第二支撑板和第一支撑板之间、以及第二支撑板和连接结构的支撑部分之间。
根据本发明的另一个实施方式，一种齿杆支撑装置，其用于朝向小齿轮轴支撑车辆的转向设备的齿杆，其包括：齿条支座，其在接触齿杆的状态下被设置在小齿轮的相反侧；以及偏置组件，其提供沿偏置轴朝向齿杆推动齿条支座的力，使得齿条支座推动要与小齿轮轴啮合的齿杆。偏置组件包括：调节塞，其可以沿偏置轴被固定在多个位置上；调节组件，其包括被形成为能够沿偏置轴相对调节塞朝向齿条支座移动的调节元件，以及被分别连接至调节塞和调节元件以提供相对于调节塞朝向齿条支座推动调节元件的力的第一偏置元件；以及支撑板组件，其包括被齿条支座支撑的第一支撑板，在被调节元件支撑的状态下被设置为面对第一支撑板的第二支撑板，被插入第一和第二支撑板之间以提供相对于第二支撑板沿偏置轴推动第一支撑板的力的第二偏置元件，支撑第一支撑板的第一支撑元件，以及被连接至第一支撑元件、使得第一和第二支撑板被设置在它们之间、并且被形成为限制第二支撑板在远离齿条支座的方向上的移动的第二支撑元件。
第二偏置元件可以是盘簧或卷簧，其在被压缩的状态下被插入第一和第二支撑板之间。
齿杆支撑装置可以进一步包括O型环，该O型环被设置在盘簧和第一支撑板之间。
第二支撑板可以在被调节元件支撑的状态下被设置为在初始安装状态下与第二支撑元件分离，使得在偏置轴的方向上不被第二支撑元件支撑。
第一支撑元件和第一支撑板可以被一体成型为一个元件。
第二支撑板可以在被调节元件支撑的状态下被设置为在初始安装状态下与第二支撑元件分离。
第二支撑板和第二支撑元件可以被一体成型为一个元件。
第二支撑板可以在被调节元件支撑的状态下被设置为在初始安装状态下使得第一支撑元件与第一支撑板分离。
第二支撑板可以被设置为处于不接触第一支撑板和第二支撑元件的状态，使得在偏置轴的方向上的空隙分别存在于第二支撑板和第一支撑板之间、以及第二支撑板和第二支撑元件之间。
有益效果
根据本发明，可以有效补偿由于长时间使用车辆转向设备的转向装置导致的磨损而可能产生的间隙。
附图说明
图1是车辆转向装置的示意立体图，其可以应用根据本发明的实施方式的齿杆支撑装置。
图2是沿图1中线Ⅱ-Ⅱ截取的截面图。
图3是根据本发明的实施方式的齿杆支撑装置的分解立体图。
图4是根据本发明的另一个实施方式的齿杆支撑装置的截面图。
图5是根据本发明的另一个实施方式的齿杆支撑装置的截面图。
图6是根据本发明的另一个实施方式的齿杆支撑装置的截面图。
具体实施方式
在下文中将参照附图描述根据本发明的实施方式的用于支撑齿杆的装置。
图1是可以应用根据本发明的实施方式的齿杆支撑装置的车辆的转向装置的示意立体图，图2是沿图1中线Ⅱ-Ⅱ截取的截面图，图3是根据本发明的实施方式的齿杆支撑装置的分解立体图。
参照图1和图2，根据本发明的实施方式的齿杆支撑装置朝向小齿轮轴23支撑车辆转向设备的转向装置10的齿杆21。进一步，根据本发明的实施方式的齿杆支撑装置具有消除由于长时间使用转向装置导致的齿条和小齿轮的磨损产生的间隙的作用。
小齿轮轴23与齿杆21啮合，并且小齿轮轴23和齿杆21至少被部分设置在外壳30中。小齿轮轴23被设置为可旋转，并且齿杆21被设置为可响应于小齿轮轴23的旋转而水平移动。
齿条支座100接触齿杆21并且被设置在小齿轮轴23的相对侧。如图中所示，齿条支座100在其中一侧具有凹口以至少部分容纳齿杆21，并且齿杆21被插入该凹口。进一步，衬垫101可以被设置在齿杆21接触的部分，以用于在接触齿条支座100的状态下齿杆21的平滑移动。
如图2和图3所示，凹槽104可以被形成在齿条支座100的外圆周上，并且用于阻尼的O型环106可以插入其中。
偏置组件200提供沿偏置轴朝向齿杆21推动齿条支座100的力，使得齿条支座100推动要与小齿轮轴23啮合的齿杆21。即，偏置组件200推动齿条支座100，从而通过齿条支座100推动齿杆21，因此齿杆21和小齿轮轴23彼此稳固地啮合使得它们之间的间隙可以被吸收。
参照图2和图3，偏置组件200可以包括调节塞210、调节组件230和支撑板组件250。
调节塞210被形成为在沿偏置轴的多个位置上停止。例如，螺纹211可以被形成在调节塞210的外圆周上，并且调节塞210可以被拧到设置于外壳30的具有螺纹的孔上。因此，调节塞210沿偏置轴的位置可以随其旋转而变化，并且调节塞210可以在需要的位置停止。
调节组件230可以包括调节元件231和第一偏置元件235。
调节元件231被形成为沿着偏置轴相对调节塞210朝向齿条支座100移动。例如，如图2和图3所示，调节元件231可以被形成为具有位于其中心部分的沿偏置轴的通孔的元件。
第一偏置元件235被分别连接至调节塞210和调节元件231，以提供抵抗调节塞210而朝向齿条支座100推动调节元件231的力。例如，如图2和图3所示，第一偏置元件235可以被形成为扭力弹簧。
此时，调节塞210可以设置有用于容纳扭力弹簧235的空间，并且扭力弹簧235的一端被固定于调节塞210并且其另一端被固定于调节元件231。进一步，调节塞210和调节元件231分别设置有凸轮结构212和232，并且调节元件231通过扭力弹簧235的力旋转，并且此时调节元件231由于凸轮结构212和232而在远离调节塞210的方向上移动。
支撑板组件250可以包括第一和第二板251和252、第二偏置元件253和连接结构。此时，连接结构可以包括彼此连接的第一和第二支撑元件254和256。
如图2所示，第一支撑板251被设置为被支撑在齿条支座100上，并且第二支撑板252被设置为在被支撑在调节元件231上的状态下面对第一支撑板251。
此时，第二支撑板252在被调节元件231支撑的状态下被可移动地设置在调节元件231和第一支撑板251之间。即，在图2中，第二支撑板252被设置为其右侧被调节元件231支撑的状态。
第二偏置元件253被插入第一和第二支撑板251和252之间，以提供抵抗第二支撑板252而沿偏置轴推动第一支撑板251的力。即，齿条支座100被第一支撑板251朝向齿杆21推动，该第一支撑板251被第二偏置元件253弹性支撑，该第二偏置元件253被支撑在第二支撑板252上。例如，如图中所示，第二偏置元件253可以被实施为盘簧。同时，在本发明的另一个实施方式中，第二偏置元件可以被实施为卷簧。
此时，第一支撑板251和第二支撑板252之间配置有空隙d1。因此，只要没有来自齿杆21的非常大的撞击，第二支撑板252就不会直接与第一支撑板251碰撞，因此可以避免噪音和撞击。
同时，连接结构将第一支撑板251和第二支撑板252互相连接在一起，以限制第二支撑板252在远离齿条支座100方向上的移动。即，组成连接结构的第一和第二支撑元件254和256将第一和第二支撑板251和252相互连接，以限制第二支撑板252远离齿条支座100移动。此时，第一和第二支撑元件254和256彼此连接，并且第一和第二支撑板251和252被插入第一和第二支撑元件254和256之间。
此时，如图中所示，第一支撑元件254可以是螺母，并且第二支撑元件256可以是螺栓。此时，如图2所示，螺栓256可以被连接至螺母254，并且第一和第二支撑板251和252可以被设置在螺母254和螺栓256的头部258之间。参照附图，螺母254在齿条支座100的一侧支撑第一支撑板251，并且螺栓头部256位于第二支撑板252另一边。更详细地，通孔被分别形成在第一和第二支撑板251和252的中心部分，并且螺栓256在穿过两个通孔的状态下被连接至螺母254。由于螺栓256的头部258相对于齿条支座100和第一支撑板251的位置是固定的，因此第二板252不会被第二偏置元件253推开而越过接触螺栓头部258的位置。因此，螺栓256可以限制第二支撑板252在远离齿条支座100的方向上的移动。
根据该结构，第二支撑板252的一侧被调节元件231支撑并且其另一侧被盘簧253支撑，并且在初始安装状态下(也就是，齿条和小齿轮磨损之前的初始状态)第二支撑板252可以被设置为不接触齿条支座100和第二支撑元件(也就是，用于执行限制移动作用的螺栓)256(也就是，连接结构的支撑元件)的平衡状态。即，如放大的圆圈中所示，在第二支撑板252和第一支撑板251之间配置有空隙d1，并且在第二支撑板252和螺栓头部258之间还配置有空隙d2。这种布置可以通过调节盘簧253的弹力、扭力弹簧253的弹力、具有凸轮结构的调节塞210的位置等等而设置。
此时，在第二支撑板252被安装为被调节元件231支撑的状态前，也就是，在支撑板组件250是单一部分的情况下，第二支撑板252和第一支撑板251之间的空隙变成对应于d1和d2的总和的值，而不是d1。即，在这种情况下，第二支撑板252处于通过盘簧253而距离第一支撑板251最远距离的状态，也就是处于接触螺栓头部258的状态。
换句话说，第二支撑板252在被安装为被调节元件231支撑之前与第一支撑板251的距离为d1和d2的总和，并且其在安装过程中被调节元件231推动，使得其位于与第一支撑板251的距离为空隙d1的位置。此时，第二支撑板252与螺栓头部258的距离为空隙d2。
例如，调节组件230被装配为调节塞210和调节元件231被扭力弹簧235扭转的状态，并且此时，其可以被装配为通过将销261(参照图3)插入形成在调节塞210中的孔和形成在调节元件231中的孔而保持扭转状态的状态。即，调节组件230可以通过在保持最小高度的状态下被装配而成为一个组件，并且调节组件230通过调节塞210的螺纹耦合被连接至外壳30，并且如果装配完成，使得调节元件231接触支撑板组件250以形成合适的空隙d1和d2，则销261被移除，使得调节元件231通过扭力弹簧235旋转。因此，通过扭力弹簧235的旋转在装配过程中不会发生，但是发生在最终装配后。
接下来介绍具有这种结构的齿杆支撑装置的操作。首先，在由于从初始安装开始长时间使用转向设备导致齿条和小齿轮的磨损而存在间隙的情况下，第一支撑板251和齿条支座100通过被第二支撑板252支撑的第二偏置元件253的推动力在接触齿杆21的方向上移动以吸收间隙。此时，啮合螺母254的螺栓256与第一支撑板251一起沿偏置轴朝向齿杆21移动。如果螺栓256移动了d2，同时该过程持续一段时间，则螺栓头部258接触第二支撑板252。随后，如果由于进一步磨损而在齿条和小齿轮中产生间隙，则调节元件231旋转以在吸收产生的间隙的方向上通过扭力弹簧235的力沿偏置轴移动，结果是第二支撑板252一起移动，因此第二偏置元件231推动第一支撑板251和齿条支座100以吸收间隙。如此，根据本发明的实施方式，操作了两个阶段的间隙吸收机构，从而可以进一步有效执行间隙补偿。
同时，参照图4，根据本发明的另一个实施方式，O型环238可以被设置在第一支撑板251和第二偏置元件253之间。例如，O型环238可以被设置在第一支撑板251的一个表面上，面对第二支撑板252。因为设置了O型环，因此即使在传递巨大震动时也可以防止第一支撑板251与盘簧253和第二支撑板252直接碰撞。因此，可以避免震动和噪音。
图5和图6示出根据本发明的另外的实施方式的齿杆支撑装置的截面图。
图5是图2中的第一板和螺母254被一体成型为一个元件的情况。即，参照图5，第一支撑板251a与螺母254一体成型。第一支撑板251a与上面描述的第一支撑板254执行相同的功能。
由于螺母254和第一支撑板251a一体成型，因此防止了由螺母254和螺栓256耦合形成的主体相对于第一支撑板251a的移动，因此不会产生由于震动而导致的螺母254和第一支撑板251a的碰撞而可能产生的噪音。
同时，图6是图2中的第二支撑板和螺栓256被一体成型为一个元件的情况。即，参照图6，第二支撑板252a与螺栓256的头部258一体成型。由于螺栓256和第二支撑板252a一体成型，因此不会产生由于这两个元件的碰撞而产生的噪音。进一步，在这种情况下，不会形成空隙d2，在初始安装时设置了螺母254和第一板251之间的空隙d3以替代空隙d2。空隙d3与上面描述的空隙d2执行相同的功能。即，在初始安装阶段形成的空隙d3首先被吸收，同时在初始安装后的磨损过程中第一支撑板251通过第二偏置元件253朝向齿条支座100移动，并且由于在空隙d3被移除后的额外的磨损导致的间隙通过凸轮结构的操作而被吸收。
虽然已经结合目前认为是可实现的典型实施方式描述了本发明，然而应该理解的是本发明不局限于所公开的实施方式，但是，与此相反，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的多种改变和等同设置。
工业适用性
本发明涉及用于车辆的转向设备的齿杆支撑装置，并且可以被应用于车辆的转向设备，所以本发明具有工业适用性。

Claims (20)

1.一种齿杆支撑装置，其用于朝向小齿轮轴支撑车辆的转向设备的齿杆，其包括：
齿条支座，其在接触齿杆的状态下被设置在小齿轮的相反侧；以及
偏置组件，其提供沿偏置轴朝向齿杆推动齿条支座的力，使得齿条支座推动要与小齿轮轴啮合的齿杆，
其中偏置组件包括：
调节塞，其能够沿偏置轴被固定在多个位置上；
调节组件，其包括被形成为能够沿偏置轴相对调节塞朝向齿条支座移动的调节元件，以及被分别连接至调节塞和调节元件以提供相对于调节塞朝向齿条支座推动调节元件的力的第一偏置元件；以及
支撑板组件，其包括被齿条支座支撑的第一支撑板，在被调节元件支撑的状态下被设置为面对第一支撑板的第二支撑板，被插入第一和第二支撑板之间以提供抵抗第二支撑板而沿偏置轴推动第一支撑板的力的第二偏置元件，以及连接第一和第二支撑板以限制第二支撑板在远离齿条支座的方向上的移动的连接结构。
2.根据权利要求1所述的齿杆支撑装置，其中，所述第二偏置元件是盘簧或卷簧，其在被压缩的状态下被插入所述第一和第二支撑板之间。
3.根据权利要求2所述的齿杆支撑装置，其进一步包括O型环，该O型环被设置在所述盘簧和所述第一支撑板之间。
4.根据权利要求1所述的齿杆支撑装置，其中，所述连接结构包括彼此啮合的螺栓和螺母，并且所述第一和第二支撑板被设置在螺栓头部和螺母之间。
5.根据权利要求4所述的齿杆支撑装置，其中，所述第二支撑板在被所述调节元件支撑的状态下被安装为在初始安装状态下与限制所述第二支撑板的移动的所述螺栓头部和所述螺母的其中之一分离。
6.根据权利要求4所述的齿杆支撑装置，其中，所述螺母和所述第一支撑板被一体成型为一个元件。
7.根据权利要求6所述的齿杆支撑装置，其中，所述第二支撑板在被所述调节元件支撑的状态下被安装为在初始安装状态下与限制所述第二支撑板的移动的所述螺栓头部和所述螺母的其中之一分离。
8.根据权利要求4所述的齿杆支撑装置，其中，所述第二支撑板和所述螺栓头部被一体成型为一个元件。
9.根据权利要求8所述的齿杆支撑装置，其中，所述第二支撑板在被所述调节元件支撑的状态下被安装，使得在初始安装状态下所述螺母与所述第一支撑板分离。
10.根据权利要求1所述的齿杆支撑装置，其中，所述第一偏置元件是扭力弹簧，所述调节塞设置有第一凸轮结构，并且所述调节元件设置有第二凸轮结构，该第二凸轮结构与第一凸轮结构啮合，以通过扭力弹簧的力沿所述偏置轴的方向朝向所述齿条支座移动。
11.根据权利要求1所述的齿杆支撑装置，其中，所述第二支撑板在初始安装状态下被安装为处于在所述偏置轴上不接触所述第一支撑板和所述连接结构的状态，使得空隙分别存在于所述第二支撑板和所述第一支撑板之间、以及所述第二支撑板和所述连接结构的支撑部分之间。
12.一种齿杆支撑装置，其用于朝向小齿轮轴支撑车辆的转向设备的齿杆，其包括：
齿条支座，其在接触齿杆的状态下被设置在小齿轮的相反侧；以及
偏置组件，其提供沿偏置轴朝向齿杆推动齿条支座的力，使得齿条支座推动要与小齿轮轴啮合的齿杆，
其中偏置组件包括：
调节塞，其能够沿偏置轴被固定在多个位置上；
调节组件，其包括被形成为能够沿偏置轴相对调节塞朝向齿条支座移动的调节元件，以及被分别连接至调节塞和调节元件以提供相对于调节塞朝向齿条支座推动调节元件的力的第一偏置元件；以及
支撑板组件，其包括被齿条支座支撑的第一支撑板，在被调节元件支撑的状态下被设置为面对第一支撑板的第二支撑板，被插入第一和第二支撑板之间以提供相对于第二支撑板沿偏置轴推动第一支撑板的力的第二偏置元件，支撑第一支撑板的第一支撑元件，以及被连接至第一支撑元件、使得第一和第二支撑板被设置在它们之间、并且被形成为限制第二支撑板在远离齿条支座的方向上的移动的第二支撑元件。
13.根据权利要求12所述的齿杆支撑装置，其中，所述第二偏置元件是盘簧或卷簧，其在被压缩的状态下被插入所述第一和第二支撑板之间。
14.根据权利要求13所述的齿杆支撑装置，其进一步包括O型环，该O型环被设置在所述盘簧和所述第一支撑板之间。
15.根据权利要求12所述的齿杆支撑装置，其中，所述第二支撑板在被所述调节元件支撑的状态下被设置为在初始安装状态下与所述第二支撑元件分离，使得在所述偏置轴的方向上不被所述第二支撑元件支撑。
16.根据权利要求12所述的齿杆支撑装置，其中，所述第一支撑元件和所述第一支撑板被一体成型为一个元件。
17.根据权利要求16所述的齿杆支撑装置，其中，所述第二支撑板在被所述调节元件支撑的状态下被设置为在初始安装状态下与所述第二支撑元件分离。
18.根据权利要求12所述的齿杆支撑装置，其中，所述第二支撑板和所述第二支撑元件被一体成型为一个元件。
19.根据权利要求18所述的齿杆支撑装置，其中，所述第二支撑板在被所述调节元件支撑的状态下被设置为在初始安装状态下使得所述第一支撑元件与所述第一支撑板分离。
20.根据权利要求12所述的齿杆支撑装置，其中，所述第二支撑板被设置为处于不接触所述第一支撑板和所述第二支撑元件的状态，使得在所述偏置轴的方向上的空隙分别存在于所述第二支撑板和所述第一支撑板之间、以及所述第二支撑板和所述第二支撑元件之间。
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