CN104326014A - 转向器及具有该转向器的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转向器及具有该转向器的车辆。所述转向器包括：壳体；蜗轮和蜗杆，所述蜗轮和所述蜗杆均设在所述壳体内且相互啮合；第一轴承，所述第一轴承设在所述壳体内用于支承所述蜗杆的一端；和弹性压紧件，所述弹性压紧件设在所述壳体内且通过所述第一轴承向所述蜗杆施加一个将所述蜗杆常压紧在所述蜗轮上的力。根据本发明实施例的转向器具有无异响、无卡滞等优点。

Description

转向器及具有该转向器的车辆
技术领域
本发明涉及车辆领域，具体而言，涉及一种转向器及具有该转向器的车辆。
背景技术
现有的蜗轮蜗杆转向器的蜗轮和蜗杆为间隙啮合。当车辆行驶在不平路面上时，转向器受到震动，此时由于蜗轮和蜗杆之间存在间隙，则转向器受到震动必然使蜗轮和蜗杆碰撞，碰撞时产生异响。此外，由于现有的蜗轮大多为尼龙材质，具有吸水微膨胀的固有性能，蜗轮和蜗杆的间隙不合理时，转向器就会出现卡滞现象。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种工作过程中无异响、无卡滞的转向器。
本发明的另一个目的在于提出一种具有所述转向器的车辆。
为了实现上述目的，根据本发明第一方面的实施例提出一种转向器。所述转向器包括：壳体；蜗轮和蜗杆，所述蜗轮和所述蜗杆均设在所述壳体内且相互啮合；第一轴承，所述第一轴承设在所述壳体内用于支承所述蜗杆的一端；和弹性压紧件，所述弹性压紧件设在所述壳体内且通过所述第一轴承向所述蜗杆施加一个将所述蜗杆常压紧在所述蜗轮上的力。
根据本发明实施例的转向器通过在所述壳体内设置所述弹性压紧件，使得在所述转向器的工作过程中，可以将所述蜗杆一直压紧在所述蜗轮上，使得所述蜗轮和所述蜗杆之间无间隙啮合。由此可以避免所述蜗轮和所述蜗杆由于间隙产生的异响。此外由于所述弹性压紧件具有一定的弹性，所以所述弹性压紧件压紧所述蜗杆与所述蜗轮的力可以根据所述蜗杆与所述蜗轮的具体啮合情况而变化。因此所述转向器可以避免所述蜗轮和所述蜗杆之间过盈配合而出现的卡滞现象。因此，根据本发明实施例的转向器具有无异响、无卡滞等优点。
另外，根据本发明上述实施例的转向器还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述壳体上设有凹槽；进一步地，所述弹性压紧件包括：弹性压紧件本体，所述弹性压紧件本体形成为具有缺口的环形；第一吊耳和第二吊耳，所述第一吊耳和所述第二吊耳分别设置在所述弹性压紧件本体的两端，其中所述第一吊耳和所述第二吊耳配合在所述凹槽以将所述弹性压紧件本体定位在所述壳体内。由此使得所述蜗轮和所述蜗杆可以一直保持无间隙配合。
根据本发明的一个实施例，所述第一吊耳和所述第二吊耳构成朝向彼此弯曲的弧形。由此可以使所述弹性压紧件给所述第一轴承的径向力更加均匀，从而使得所述弹性压紧件通过所述第一轴承给所述蜗杆施加的力更加均匀，进而使得所述蜗轮和所述蜗杆的啮合更平稳。
根据本发明的一个实施例，所述弧形的一个端头连接在所述弹性压紧件本体的一端，所述弧形的另一个端头为自由端，且所述一个端头与所述另一个端头的距离小于所述凹槽的深度。由此在所述蜗杆与所述蜗轮的啮合情况发生变化时，通过所述第一吊耳的自由端与所述凹槽的配合以及所述第二吊耳的自由端与所述凹槽的配合可以改变所述距离。
根据本发明的一个实施例，所述凹槽的底部敞开，所述第一吊耳和所述第二吊耳中的每一个的自由端均弹性地抵压在所述凹槽的底壁以及相应侧壁上。由此所述第一吊耳和所述第二吊耳在装配后的变形产生的径向力通过所述第一轴承把所述蜗杆紧紧的压在所述蜗轮上。
根据本发明的一个实施例，所述第一吊耳、所述第二吊耳、所述弹性压紧件本体在所述弹性压紧件的轴向上的长度相等。由此可以增加所述第一吊耳与所述凹槽以及所述第二吊耳与所述凹槽的接触面积，而且使所述第一吊耳和所述第二吊耳在装配后的变形产生径向力更均匀地通过所述第一轴承传递给所述蜗杆。
根据本发明的一个实施例，所述第一轴承为角接触球轴承。
根据本发明的一个实施例，所述转向器还包括第二轴承，所述第二轴承设在所述壳体内用于支承所述蜗杆的另一端。由此可以使所述蜗杆更稳定地支撑在所述壳体内。
根据本发明的一个实施例，所述第二轴承为球轴承。
根据本发明第二方面的实施例提出一种车辆。所述车辆包括根据本发明第一方面所述的转向器。
根据本发明实施例的车辆通过设置所述转向器可以使得车辆具有行驶过程中无异响、转向过程中无卡滞等优点。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的转向器的壳体内部的正视图；
图2是根据本发明实施例的转向器的壳体内部的侧视图
图3是根据本发明实施例的转向器的弹性压紧件的正视图；
图4是根据本发明实施例的转向器的弹性压紧件的侧视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参照图1-图4描述根据本发明实施例的转向器10。如图1-图4所示，根据本发明实施例的转向器10包括壳体100、蜗轮200、蜗杆300、第一轴承400和弹性压紧件500。转向器10用于将驾驶员对车辆的方向盘的操控传递到车轮上，以达到车辆根据驾驶员的意图进行转向的目的。
蜗轮200和蜗杆300均设在壳体100内且相互啮合用以改变来自转向盘的力的方向并将来自转向盘的力传递给车轮。第一轴承400设在壳体100内用于支承蜗杆300的一端。弹性压紧件500设在壳体100内。弹性压紧件500通过第一轴承400向蜗杆300施加一个将蜗杆300常压紧在蜗轮200上的力。
也就是说，根据本发明实施例的转向器10通过在壳体100内设置弹性压紧件500，使得在转向器10的工作过程中，可以将蜗杆300一直压紧在蜗轮200上，使得蜗轮200和蜗杆300之间无间隙啮合。由此可以避免蜗轮200和蜗杆300由于间隙过大产生的异响。此外由于弹性压紧件500具有一定的弹性，所以弹性压紧件500压紧蜗杆300与蜗轮200的力可以根据蜗杆300与蜗轮200的具体啮合情况而变化。因此转向器10可以避免蜗轮200和蜗杆300之间过盈配合而出现的卡滞现象。因此，根据本发明实施例的转向器10具有无异响、无卡滞等优点。
优选地，第一轴承400为角接触球轴承。由此可以使蜗杆300的转动时的摩擦力更小，转动更顺畅。
可选地，弹性压紧件500可以为弹簧钢压紧件或粉末冶金压紧件。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，壳体100上可以设有凹槽110。弹性压紧件500可以包括弹性压紧件本体510、第一吊耳520和第二吊耳530。弹性压紧件本体510可以形成为具有缺口511的环形。第一吊耳520和第二吊耳530可以分别设置在弹性压紧件本体510的两端，其中第一吊耳520和第二吊耳530配合在凹槽110以将弹性压紧件本体510定位在所述壳体100内。
也就是说，弹性压紧件本体510可以设在第一轴承400的外圈上。缺口511的开口的大小可以根据蜗杆300与蜗轮200的啮合情况而变化，第一吊耳520与凹槽110的配合以及第二吊耳530的配合产生的将蜗杆300压紧在蜗轮200上的力的大小也可以随蜗杆300与蜗轮200的啮合情况而变化。由此使得蜗轮200和蜗杆300可以一直保持无间隙配合。在本发明的一个具体的示例中，第一吊耳520和第二吊耳530可以设置在弹性压紧件本体510的缺口511的两端。
可选地，如图3所示，第一吊耳520和第二吊耳530可以构成朝向彼此弯曲的弧形。也就是说，第一吊耳520构成的弧形的弯曲的方向与第二吊耳530构成的弧形的弯曲的方向相反。由此可以使弹性压紧件500给第一轴承400的径向力更加均匀，从而使得弹性压紧件500通过第一轴承400给蜗杆300施加的力更加均匀，进而使得蜗轮200和蜗杆300的啮合更平稳。
例如，在本发明的一个具体示例中，第一吊耳520形成为朝向缺口511内侧弯曲的第一弧形，第二吊耳530形成为朝向缺口511内侧弯曲的第二弧形，第一弧形和第二弧形彼此相对。
在本发明的一个实施例中，所述弧形的一个端头连接在弹性压紧件本体510的一端，所述弧形的另一个端头为自由端，且所述一个端头与所述另一个端头的距离小于凹槽110的深度。自由端在凹槽110的作用下会发生变形，自由端发生变形后，所述距离会发生变化，但所述距离不会超过凹槽110的深度。
由此在蜗杆300与蜗轮200的啮合情况发生变化时，通过第一吊耳520的自由端与凹槽110的配合以及第二吊耳530的自由端与凹槽110的配合可以改变所述距离。也就是说，自由端的变形量可以根据蜗杆300与蜗轮200的啮合情况发生变化，从而改变弹性压紧件500通过第一轴承400向蜗杆300施加的将蜗杆300常压紧在蜗轮200上的力的大小。由此使得蜗轮200和蜗杆300可以一直保持无间隙配合。
具体而言，蜗杆300与蜗轮200的中心的距离不变。当蜗杆300与蜗轮200的啮合间隙较大时，第一吊耳520的自由端以及第二吊耳530的自由端受到凹槽110的作用力增大，因而变形量增大，从而使弹性压紧件500压紧蜗杆300与蜗轮200的力增大；当蜗杆300与蜗轮200的啮合间隙较小时，第一吊耳520的自由端以及第二吊耳530的自由端受到凹槽110的作用力减小，因而变形量减小，从而使弹性压紧件500压紧蜗杆300与蜗轮200的力减小。这样无论蜗轮200和蜗杆300处于哪种啮合状态，都可以一直保持无间隙配合。
在本发明的一个实施例中，凹槽110的底部可以敞开，第一吊耳520和第二吊耳530中的每一个的自由端均弹性地抵压在凹槽110的底壁以及相应侧壁上。
换言之，第一吊耳520的自由端的一部分可以弹性地抵压在凹槽110的底壁上，第一吊耳520的自由端的另一部分可以弹性地抵压在凹槽110的相应侧壁（例如左侧壁）上。第二吊耳530的自由端的一部分可以弹性地抵压在凹槽110的底壁上，第二吊耳530的自由端的另一部分可以弹性地抵压在凹槽110的相应侧壁（例如右侧壁）上。
由于弹性压紧件500具有弹性，因此第一吊耳520和第二吊耳530的自由端抵压在凹槽110的底壁上时，弹性压紧件500会受到垂直于凹槽110的底壁的作用力以克服弹性压紧件500的弹力。第一吊耳520和第二吊耳530的自由端抵压在相应的侧壁上时，弹性压紧件500会受到垂直于凹槽110的相应的侧壁的作用力以克服弹性压紧件500的弹力。也就是说，第一吊耳520和第二吊耳530在装配后的变形产生的径向力通过第一轴承400把蜗杆300紧紧的压在蜗轮200上。由此不仅可以使得蜗轮200和蜗杆300之间无间隙啮合，避免出现异响以及卡滞现象，还可以使弹性压紧件500通过第一轴承400给蜗杆300施加的力更加均匀，进而使得蜗轮200和蜗杆300的啮合更平稳。
在本发明的一个实施例中，第一吊耳520、第二吊耳530、弹性压紧件本体510在弹性压紧件500的轴向上的长度相等。换言之，第一吊耳520、第二吊耳530、弹性压紧件本体510的宽度相等。其中，弹性压紧件500的宽度方向与弹性压紧件500的轴向平行。由此可以增加第一吊耳520与凹槽110以及第二吊耳530与凹槽110的接触面积，而且使第一吊耳520和第二吊耳530在装配后的变形产生径向力更均匀地通过第一轴承400传递给蜗杆300。具体而言，由于弹性压紧件本体510位具有缺口511的环形，第一轴承400的外圈与弹性压紧件本体510接触。也就是说，第一吊耳520和第二吊耳530在装配后的变形产生径向力作用在第一轴承400的整个外圈上。
在本发明的一个实施例中，转向器10还可以包括第二轴承600，第二轴承600可以设在壳体100内用于支承蜗杆300的另一端。换言之，第一轴承400和第二轴承600可以间隔开地设在蜗杆300的两端。由此可以使蜗杆300更稳定地支撑在壳体100内。
优选地，第二轴承600为球轴承。
本领域技术人员可以理解的是，在加工壳体100时，蜗轮200与蜗杆300的实际中心距的公差范围控制在mm，其中L为蜗轮200与蜗杆300的理论中心距。由此将蜗轮200和蜗杆300装配到壳体100上时，蜗轮200和蜗杆300之间就已经有一定的预紧力。与此同时，弹性压紧件500通过形变产生的力使蜗杆300常压紧在蜗轮200上。由此，蜗轮200和蜗杆300在工作过程中不会因为加工引起的误差（例如同轴度不好）而造成径向波动范围过大，从而使的转向器10的运转更平稳。
此外，蜗杆300的一端可以与电机相连，在蜗杆300与电机之间留有一定的间隙（例如0.7～1mm）。由此可以避免由于第二轴承600的上下跳动造成的蜗杆300与电机接头部位产生硬力集中，从而有利于延长电机和蜗杆300的使用寿命。
本发明还提供了一种车辆。所述车辆包括根据本发明上述实施例所述的转向器10。根据本发明实施例的车辆通过设置转向器10可以使得车辆具有行驶过程中无异响、转向过程中无卡滞等优点。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种转向器，其特征在于，包括：
壳体；
蜗轮和蜗杆，所述蜗轮和所述蜗杆均设在所述壳体内且相互啮合；
第一轴承，所述第一轴承设在所述壳体内用于支承所述蜗杆的一端；和
弹性压紧件，所述弹性压紧件设在所述壳体内且通过所述第一轴承向所述蜗杆施加一个将所述蜗杆常压紧在所述蜗轮上的力。
2.根据权利要求1所述的转向器，其特征在于，所述壳体上设有凹槽；
进一步地，所述弹性压紧件包括：
弹性压紧件本体，所述弹性压紧件本体形成为具有缺口的环形；
第一吊耳和第二吊耳，所述第一吊耳和所述第二吊耳分别设置在所述弹性压紧件本体的两端，其中所述第一吊耳和所述第二吊耳配合在所述凹槽以将所述弹性压紧件本体定位在所述壳体内。
3.根据权利要求2所述的转向器，其特征在于，所述第一吊耳和所述第二吊耳构成朝向彼此弯曲的弧形。
4.根据权利要求3所述的转向器，其特征在于，所述弧形的一个端头连接在所述弹性压紧件本体的一端，所述弧形的另一个端头为自由端，且所述一个端头与所述另一个端头的距离小于所述凹槽的深度。
5.根据权利要求4所述的转向器，其特征在于，所述凹槽的底部敞开，所述第一吊耳和所述第二吊耳中的每一个的自由端均弹性地抵压在所述凹槽的底壁以及相应侧壁上。
6.根据权利要求2所述的转向器，其特征在于，所述第一吊耳、所述第二吊耳、所述弹性压紧件本体在所述弹性压紧件的轴向上的长度相等。
7.根据权利要求1所述的转向器，其特征在于，所述第一轴承为角接触球轴承。
8.根据权利要求1所述的转向器，其特征在于，还包括第二轴承，所述第二轴承设在所述壳体内用于支承所述蜗杆的另一端。
9.根据权利要求8所述的转向器，其特征在于，所述第二轴承为球轴承。
10.一种车辆，其特征在于，包括：根据权利要求1-9中任一项所述的转向器。
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