CN112013091A - 用于车辆动力转向组件的球式螺母组件的支承件 - Google Patents
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Abstract
一种车辆动力转向组件，包括：壳体；球式螺母，所述球式螺母配置成可操作地布置在所述壳体中，并且包括延伸部分，所述延伸部分设置有凸形支承表面；插入件，所述插入件支撑在所述壳体上并且设置有凹形支承表面。所述凹形支承表面与所述凸形支承表面互补。所述凸形支承表面和所述凹形支承表面是配置成提供相对于彼此的滑动运动的平面轴承。滑动运动提供所述凸形支承表面与所述凹形支承表面之间在所述球式螺母轴线上的第一方向上和在横向于所述球式螺母轴线的旋转轴线上的第二方向上的相对旋转。
Description
背景技术
本发明总体上涉及车辆动力转向组件并且尤其涉及一种用于这种车辆动力转向组件的球式螺母组件的改进的支承结构。
机动车辆通常包括动力转向组件，以辅助转动车辆的可转向车轮。车辆动力转向组件可以包括齿条齿轮组件，以将方向盘的旋转运动转换成转向构件的线性运动。具体地，方向盘旋转小齿轮，并且转向构件具有齿条部分。可转向车轮通过横拉杆连接至转向构件的相反两端。于是，转向构件的线性运动使可转向车轮转动。球式螺母组件可以安装在转向构件上并且可操作地连接至动力源。具体地，动力源驱动布置在转向构件周围的在轴向上受限的球式螺母。动力源和球式螺母组件共同响应于方向盘的旋转而辅助转向构件的线性运动。
车辆动力转向组件包括用于其部件的壳体。壳体可以包括连结在一起的多个独立壳体。例如，这些独立壳体可以是连结在一起的小齿轮壳体和外侧壳体。然而，这些独立壳体的铸造和机加工所允许的公差在它们连结在一起时可能会导致它们未对准。该未对准可能导致球式螺母组件受到束缚，这将增加车辆动力转向组件的内部摩擦。因此，期望减小由于多个独立壳体的未对准而导致的球式螺母组件中的束缚。
此外，通常使用具有滚动元件(例如，球轴承)的滚动轴承或四点接触轴承来将球式螺母组件支撑在壳体上。然而，除了滚动元件之外，滚动轴承还具有必须设置和组装的许多部件，比如内圈(chase)和外圈。这种复杂性增加了滚动轴承的成本，进而增加了球式螺母组件的成本。因此，还期望将球式螺母组件更简单地支撑在壳体上，以降低球式螺母组件的成本。
发明内容
本发明涉及一种用于车辆动力转向组件的球式螺母组件的改进的支承结构。
根据一个实施例，车辆动力转向组件可以单独地和/或组合地包括以下一个或多个特征：壳体；球式螺母，所述球式螺母配置成可操作地布置在所述壳体中，所述球式螺母包括延伸部分，所述延伸部分设置有凸形外支承表面；支撑在所述壳体上的插入件，所述插入件设置有凹形内支承表面。所述凹形内支承表面与所述凸形外支承表面互补。凸形外支承表面和凹形内支承表面配置成提供凸形外支承表面与凹形内支承表面之间的相对滑动运动。
根据本实施例，所述凹形内支承表面可以与所述凸形外支承表面相接触，并且所述凹形内支承表面和所述凸形外支承表面可以在彼此上滑动。
根据本实施例，所述凹形内支承表面和所述凸形外支承表面可以是平面轴承。
根据本实施例，延伸部分可以与球式螺母一体地形成。
根据本实施例，所述延伸部分可以从所述球式螺母的一端径向地向外延伸。
根据本实施例，支撑在所述凹形内支承表面上的所述凸形外支承表面可以沿所述球式螺母的轴线轴向地限制所述球式螺母。
根据本实施例，插入件可以由聚合物材料形成。
根据本实施例，车辆动力转向组件可以进一步包括固位构件，所述固位构件配置成将插入件保持在壳体中。
根据另一个实施例，车辆动力转向组件可以单独地和/或组合地包括以下一个或多个特征：壳体；球式螺母，所述球式螺母配置成可操作地布置在所述壳体中，所述球式螺母包括延伸部分，所述延伸部分设置有凸形支承表面；支撑在所述壳体上的插入件，该插入件设置有凹形支承表面；以及球式螺母的球式螺母轴线，所述球式螺母配置成在所述球式螺母轴线上旋转以实现转向构件的线性运动。所述凹形支承表面与所述凸形支承表面互补。凸形支承表面和凹形支承表面配置成提供相对于彼此的滑动运动，以提供所述凸形支承表面与所述凹形支承表面之间在所述球式螺母轴线上的第一方向上和在横向于所述球式螺母轴线的旋转轴线上的第二方向上的相对旋转。
根据本实施例，旋转轴线可以垂直于球式螺母轴线。
根据本实施例，所述凹形支承表面可以与所述凸形支承表面相接触，并且所述凹形支承表面和所述凸形支承表面在彼此上滑动。
根据本实施例，所述凹形支承表面和所述凸形支承表面可以是平面轴承。
根据本实施例，延伸部分可以与球式螺母一体地形成。
根据本实施例，所述延伸部分可以从所述球式螺母的一端径向地向外延伸。
根据本实施例，支撑在所述凸形支承表面上的所述凹形支承表面可以沿所述球式螺母轴线轴向地限制所述球式螺母。
根据本实施例，插入件可以由聚合物材料形成。
根据本实施例，车辆动力转向组件可以进一步包括固位构件，所述固位构件配置成将插入件保持在壳体中。
根据又一个实施例，车辆动力转向组件可以单独地和/或组合地包括以下一个或多个特征：壳体；所述壳体中的凹部；球式螺母，所述球式螺母配置成可操作地布置在所述壳体中，并且包括延伸部分，所述延伸部分设置有凸形支承表面；插入件，所述插入件支撑在所述凹部中并且设置有凹形支承表面，以及固位构件，所述固位构件配置成将所述插入件保持在所述凹部中。球式螺母具有球式螺母轴线，所述球式螺母配置成在所述球式螺母轴线上旋转以实现转向构件的线性运动。延伸部分与球式螺母一体地形成并且从球式螺母的一端径向地向外延伸。所述凹形支承表面与所述凸形支承表面互补，并且所述凹形支承表面和所述凸形支承表面是平面轴承。平面轴承提供所述凸形支承表面与所述凹形支承表面之间在所述球式螺母轴线上的第一方向上和在横向于所述球式螺母轴线的旋转轴线上的第二方向上的相对旋转。
根据本实施例，所述凹形支承表面可以与所述凸形支承表面滑动接触。
根据本实施例，支撑在所述凹形支承表面上的所述凸形支承表面可以沿所述球式螺母轴线轴向地限制所述球式螺母。
用于车辆动力转向组件的球式螺母组件的支承结构的实施例的一个或多个潜在的和/或已实现的优点包括减小球式螺母组件的束缚并降低球式螺母组件的成本。
附图说明
图1是具有用于球式螺母组件的根据本发明的支承结构的车辆动力转向组件的示意图。
图2是沿图1的线2-2截取的截面视图。
图3是包括图1的支承结构的详细截面视图。
图4是图3中的放大部分。
图5A和图5B分别是图1的支承结构的插入件的正视图和截面视图。
图6A和图6B分别是具有图1的支承结构的延伸部分的球式螺母的正视图和截面视图。
图7是具有处于第一位置的球式螺母组件的图1的车辆动力转向组件的示意图。
图8是具有处于第二位置的球式螺母组件的图1的车辆动力转向组件的示意图。
具体实施方式
现在参考图1和图2，示意性地展示了用于车辆的动力转向组件(总体上用100指示)。车辆动力转向组件100具有根据本发明生产的球式螺母组件(总体上用102指示)。
车辆动力转向组件100的总体结构和操作是本领域常规的。例如，车辆动力转向组件100可以是如博格什等人的美国专利号8,307,940或博格什的美国专利号7,055,646所披露的，这两个美国专利的披露内容特此通过援引整体并入本文。因此，将仅详细解释和展示车辆动力转向组件100的对于充分理解本发明所必需的那些部分。尽管将结合本文所披露的特定车辆动力转向组件100来描述和展示本发明，但是应认识到，本发明也可以与其他类型的车辆动力转向组件结合使用，其他类型的车辆动力转向组件包括本领域技术人员已知的其他电动、液压、或以其他方式供以动力的车辆动力转向组件。
如将讨论的，车辆动力转向组件100的部件(包括球式螺母组件102)容纳在壳体(总体上用104指示)内并且由该壳体支撑。如所展示的，壳体104分别包括第一独立壳体104A和第二独立壳体104B，该第一独立壳体和第二独立壳体已经在壳体界面106处(由虚线指示)连结在一起以形成壳体104。第一独立壳体104A和第二独立壳体104B分别通过已知的手段在壳体界面106处连结在一起。作为非限制性示例，第一独立壳体104A和第二独立壳体104B可以分别通过压配合、焊接、螺栓或螺钉连结在一起。替代性地，壳体104可以包括多于所展示的两个的独立壳体。替代性地，当壳体104是不包括多个独立壳体的单个整体壳体时，球式螺母组件102可以与壳体104一起使用。
车辆动力转向组件100分别与车辆的第一可转向车轮108A和第二可转向车轮108B相关联，并且包括可旋转的输入轴110。车辆方向盘或输入件112可操作性地联接至输入轴110，以与该输入轴一起绕转向轴线114旋转。转矩传感器116位于壳体104内。转矩传感器116响应于输入轴110的旋转而产生信号。信号通过数据网络118传输至电子控制单元(ECU)120。信号指示施加至方向盘112的转向力矩的方向和大小。
扭杆122将输入轴110连接至位于壳体104内的小齿轮124。扭杆122响应于施加至方向盘112的转向力矩而扭转。当扭杆122扭转时，在输入轴110与小齿轮124之间发生相对旋转。
替代性地，作为非限制性示例，当车辆动力转向组件100与自主或以其他方式自动驾驶的车辆一起使用时，可以省略输入轴110、方向盘112、转矩传感器116、扭杆122和/或小齿轮124、连同其他相关联的部件或其硬件。在这种情况下，转向可以仅通过球式螺母组件102来实现。
可线性运动的转向构件126至少部分地在壳体104中，并且线性地或轴向地延伸穿过壳体。转向构件126分别在第一可转向车轮108A与第二可转向车轮108B之间线性地延伸。转向构件126的齿条部分128设置有一系列齿条齿，这些齿条齿与设置在小齿轮124上的小齿轮齿啮合地接合以将小齿轮124和齿条部分128可操作地连接。转向构件126进一步包括具有外螺纹卷绕部的第一或内螺旋件部分130。
转向构件126通过第一横拉杆132A连接至第一可转向车轮108A，并且通过第二横拉杆132B连接至第二可转向车轮108B。第一横拉杆132A和第二横拉杆132B分别位于转向构件126的远端。转向构件126以及第一横拉杆132A和第二横拉杆132B分别可相对于壳体104运动。转向构件126沿着壳体设计轴线134的线性运动以已知方式分别使得第一可转向车轮108A和第二可转向车轮108B转向运动。壳体设计轴线134是壳体104与之对准设计的轴线。但是，允许公差允许组装好的壳体104实际上沿其对准的建成轴线(未示出)偏离壳体设计轴线134。
球式螺母组件102容纳在壳体104中，并且包括支承结构(总体上用136指示)。球式螺母组件102通过支承结构136支撑在壳体104上。将参考图3至图6B详细讨论支承结构136。如还将详细讨论的，支承结构136是平面轴承类型。
车辆动力转向组件100进一步包括动力源138，该动力源可驱动地连接至球式螺母组件102。动力源138展示为电动马达，但可以不是电动马达。作为非限制性示例，动力源138可以是液压系统。ECU 120根据从转矩传感器116接收的信号来控制动力源138。用于动力源138的控制信号经由数据网络118从ECU 120传输至动力源138。
所展示的动力源138和球式螺母组件102通过带轮组件140可操作地连接。带轮组件140包括在动力源138的输出与球式螺母组件102的球式螺母142之间传递旋转动力的皮带。带轮组件140包括由皮带带动旋转的带轮(未示出)。带轮可旋转地固定至球式螺母142。替代性地，动力源138可以通过除带轮组件140之外的力传递器件可操作地连接至球式螺母组件102。
球式螺母142以已知方式与转向构件126的内螺旋件部分130可操作性地连接。如所展示的，球式螺母142具有第二或外螺旋件部分144。外螺旋件部分具有内螺纹卷绕部。力传递构件(未示出)被固持在由内螺旋件部分130和外螺旋件部分144限定的轨道中，以将球式螺母142与转向构件126可操作地连接。作为非限制性示例，力传递构件可以是球支承件。替代性地，球式螺母142可以不同于所展示的与转向构件126可操作地连接。
球式螺母142在方向盘112旋转时实现转向构件126的线性运动。如所讨论的，动力源138响应于方向盘112的旋转而操作，并且球式螺母组件102经由带轮组件140由动力源138驱动。当驱动球式螺母142时，球式螺母142旋转，并且由于球式螺母142在壳体设计轴线134上轴向地固定在位，因此转向构件126沿着壳体设计轴线134线性地运动。转向构件126的线性运动分别实现车辆的第一可转向车轮108A和第二可转向车轮108B的转向运动。因此，动力源138响应于所施加的转向力矩而提供转向辅助。
在动力源138不能实现转向构件126的线性运动的情况下，小齿轮124上的小齿轮齿与转向构件126的齿条部分128上的齿条齿之间的机械连接允许车辆手动转向。小齿轮124和齿条部分128协作以将方向盘112绕转向轴线114的旋转转换成转向构件126沿着壳体设计轴线134的线性运动。
现在参考图3至图6B，详细展示了支承结构136。支承结构136包括球式螺母142的“外”插入件146和“内”环形延伸部分148。插入件146具有中心开口152(在图5A和图5B中最佳地示出)，球式螺母延伸部分148定位在该中心开口中。支承结构136进一步包括将插入件146固位在壳体104中的固位构件150。
球式螺母142沿着球式螺母纵向轴线154呈圆柱形延伸。延伸部分148在沿着球式螺母轴线154的球式螺母142上固定在位。转向构件126也沿着球式螺母轴线154延伸。如所讨论的，球式螺母142在转向构件126上旋转以产生转向构件126沿着球式螺母轴线154和壳体设计轴线134的线性运动。
在图3和图4中，球式螺母轴线154展示为与壳体设计轴线134共线。球式螺母轴线154与壳体设计轴线134共线是球式螺母轴线154相对于壳体设计轴线134的理想位置或设计位置。如将讨论的，由于在壳体104的生产和组装中的允许公差，球式螺母轴线154和壳体设计轴线134通常不是共线的。
插入件146限定内支承表面156和外支承表面158。中心开口152由插入件内支承表面156限定。如所展示的，插入件内支承表面156沿着壳体设计轴线134具有凹形形状。优选地，插入件凹形内表面156具有恒定的半径。作为非限制性示例，插入件凹形内表面156可以具有10.65毫米的半径。插入件外支承表面158具有与壳体设计轴线134平行的线性形状。替代性地，插入件外支承表面158可以沿着壳体设计轴线134不具有线性形状。插入件外支承表面158将球式螺母142支撑在壳体104上。
插入件146具有围绕壳体设计轴线134和球式螺母142延伸的环形形状。插入件146被限定为插入件凹形内表面156和线性外表面158分别绕壳体设计轴线134回转，同时插入件凹形内表面156和插入件线性外支承表面158二者都与壳体设计轴线134共面。
优选地，插入件146还分别具有绕壳体设计轴线134环形地延伸的第一插入件部分160和第二插入件部分162。优选地，第一插入件部分160和第二插入件部分162分别平行于壳体设计轴线134和/或插入件外支承表面158。插入件凹形内表面156分别夹在第一插入件部分160与第二插入件部分162之间。替代性地，可以分别省略第一插入件部分160和第二插入件部分162中的一个或两个。
优选地，插入件146由聚合物材料生产而来。作为非限制性示例，聚合物材料可以是橡胶。由聚合物材料生产而来的插入件146减小了与延伸部分148的摩擦，并且减小了支承结构136、球式螺母组件102和车辆动力转向组件100的总体噪声、振动和粗糙度(harshness)。替代性地，插入件146可以由比如金属材料(比如钢或铝)或聚乙烯材料等其他材料生产而来。作为另一个非限制性示例，插入件146可以由尼龙材料生产而来。替代性地，插入件146可以由比如橡胶等材料或涂覆有聚乙烯材料的金属材料的组合生产而来。如所展示的，插入件146是固体构件，但是这不是必需的。
此外，插入件146展示为连续的环形形状。替代性地，插入件146可以不是连续的环形形状。作为非限制性示例，插入件146可以包括两个或更多个环形区段或子构件(未示出)。在两个或更多个环形区段或子构件之间可以设置或可以不设置间隙。
球式螺母142的延伸部分148限定了外支承表面164。延伸外表面164具有与插入件146的凹形内表面156的形状互补的凸形形状。如所展示的，延伸外表面164具有沿着壳体设计轴线134延伸的凸形形状。延伸部分148从球式螺母142的外表面166延伸，使得延伸部分148被限定在凸形延伸外表面164与外表面166之间(由延伸部分148处的虚线示出)。凸形延伸外表面164从球式螺母142的外表面166相对于壳体设计轴线134和球式螺母轴线154沿径向向外的方向延伸。优选地，凸形延伸外表面164从球式螺母142的一端延伸。
延伸部分148具有围绕壳体设计轴线134和球式螺母142延伸的环形形状。延伸部分148被限定为凸形延伸外表面164绕壳体设计轴线134回转，同时凸形延伸外表面164与壳体设计轴线134共面。
延伸部分148牢固地固定至球式螺母142或以其他方式在球式螺母上固定在位。优选地，当形成球式螺母142时，延伸部分148与球式螺母142整体地或一体地产生。作为非限制性示例，当球式螺母142由比如钢等金属材料冷成型时，可以产生延伸部分148。这样，延伸部分148由与球式螺母142相同的材料生产而来。替代性地，延伸部分148可以是紧固、附接或以其他方式固定至球式螺母142的单独的构件。作为非限制性示例，延伸部分148可以由比如橡胶等聚合物材料生产而来，并且固定至球式螺母142的外表面166。作为另一个非限制性示例，延伸部分148可以由金属材料或聚乙烯材料生产而来，并且固定至外表面166。
如所讨论的，支承结构136进一步包括固位构件150，以将插入件146固位在壳体104中。优选地，固位构件150是具有第一螺纹167的环形环。作为非限制性示例，固位构件150可以是扳手螺母。替代性地，固位构件150可以不是带螺纹的环。作为非限制性示例，固位构件可以是弹簧加载的卡环。
优选地，通过首先将插入件凹形内表面156定位在凸形延伸外表面164上来组装支承结构136。具体地，将延伸部分148插入到中心开口152中，使得插入件146支撑在延伸部分148上。作为非限制性示例，当插入件146由比如橡胶等弹性材料生产而来时，可以拉伸插入件146以允许延伸部分148进入中心开口152，然后将其释放以支撑在延伸部分148上。替代性地，如先前所讨论的，插入件146可以被生产为围绕延伸部分148布置或以其他方式组装以形成插入件146的两个或更多个环形区段或子构件。替代性地，插入件凹形内表面156可以不同于所描述的定位在凸形延伸外表面164上。
接下来，在将插入件凹形内表面156定位在凸形延伸外表面164上之后，将插入件146定位在壳体104的内表面170上的凹部168中。如所展示的，凹部168是壳体104中的环形台阶，但是可以以其他方式成形。作为非限制性示例，凹部168可以是经机加工的埋头孔。替代性地，插入件146可以被定位在壳体104中除凹部168之外的位置且/或凹部168可以不是经机加工的埋头孔。
最后，在将插入件146定位在凹部168中之后，将固位构件150安装在壳体104中，以将插入件146固位在凹部168中。优选地，当安装在壳体104中时，固位构件150邻接或以其他方式轴向支撑或接触插入件146，以将插入件146固位在凹部168中。
当固位构件150设置有第一螺纹167时，优选将固位构件150拧到设置在壳体内表面170上的第二螺纹171上。具有第一螺纹167的固位构件150优选地拧到第二螺纹171上，紧靠插入件146。替代性地，当固位构件150不设置有第一螺纹时，比如当固位构件150是弹簧加载的卡环时，固位构件150通过合适的手段安装在壳体104中。
替代性地，支承结构136可以不同于本文所描述的安装在壳体104中。作为非限制性示例，可以在插入件外支承表面158上设置螺纹，使得通过将插入件146拧到壳体104中来将插入件146固位在凹部168中。在这种情况下，可以省略固位构件150。
当支承结构136组装好时，凸形延伸外表面164和插入件凹形内表面156相接触，使得凸形延伸外表面164支承、承载插入件凹形内表面156或以其他方式支撑在其上。这是因为凸形延伸外表面164与插入件凹形内表面156之间的形状互补。凸形延伸外表面164在插入件凹形内表面156上自由摆动、旋转、滑动或以其他方式运动。
支承在插入件凹形内表面156上的凸形延伸外表面164形成平面轴承。如本文所用，“平面轴承”是指仅包括支承表面而没有任何滚动元件(例如，球支承件)的轴承。代替滚动元件，插入件凹形内表面156和凸形延伸外表面164在彼此上滑动。在支承结构136中没有滚动力传递元件、球支承件或其他。平面轴承对于本领域技术人员而言也可以称为滑动轴承或滑体轴承。
优选地，并且如所展示的，凸形延伸外表面164与插入件凹形内表面156之间的接触是凸形延伸外表面164与插入件凹形内表面156之间的直接接触。替代性地，可以在凸形延伸外表面164与插入件凹形内表面156之间设置(多个)阻尼材料，作为平面轴承的一部分。作为非限制性示例，阻尼材料可以由聚合物或尼龙材料形成。当设置有阻尼材料时，凸形延伸外表面164或插入件凹形内表面156之一在阻尼材料上滑动。
凸形延伸外表面164沿着第一旋转弧172在插入件凹形内表面156上摆动或旋转，以提供插入件146与延伸部分148之间的相对旋转。凸形延伸外表面164在插入件凹形内表面156上振荡或旋转还提供了球式螺母组件102与壳体104之间的相对旋转。这是因为，如所讨论的，延伸部分148牢固地固定至球式螺母组件102的球式螺母142。替代性地，插入件内表面156和延伸外表面164可以是不同于所展示的形状(即，分别不同于凹形形状和凸形形状)的、允许延伸外表面164在插入件内表面156上摆动或旋转的形状。
第一旋转弧172在平面中。壳体设计轴线134和球式螺母轴线154二者也都位于该平面中。凸形延伸外表面164在插入件凹形内表面156上旋转使得球式螺母组件102在旋转轴线174上(也示出在图2中)旋转，而壳体104保持在位(即，壳体104在旋转轴线174上就旋转而言被固定)。壳体设计轴线134、球式螺母轴线154和旋转轴线174都在单个点处相交。
优选地，旋转轴线174垂直于球式螺母轴线154。旋转轴线174不限于相对于壳体设计轴线134的单个或特定的垂直取向。在图5A中，旋转轴线174可以定向在绕壳体设计轴线134的0度与360度之间的任何位置。旋转轴线174相对于壳体设计轴线134的特定取向优选是壳体104的生产和组装中的允许公差的结果，即，旋转轴线174相对于壳体设计轴线134的特定取向是由于壳体104的建成轴线与壳体设计轴线134的偏差引起的。因此，支承结构136将球式螺母组件102支撑在壳体上，同时允许球式螺母组件102绕多个轴线旋转。替代性地，旋转轴线174可以以其他方式横向于球式螺母轴线154。
球式螺母组件102在旋转轴线174上的旋转使得凸形延伸外表面164的不同部分沿着第一旋转弧172在不同方向上摆动或旋转。例如，凸形延伸外表面164的在图4中展示为在球式螺母轴线154上方的第一部分可以沿着第一旋转弧172在第一方向上摆动或旋转，并且凸形延伸外表面164的在图4中展示为在球式螺母轴线154下方的第二部分可以沿着第一旋转弧172在与第一方向相反的第二方向上摆动或旋转。
这样，球式螺母组件102的位置可以相对于壳体104“浮动”、倾斜、运动、摆动或以其他方式得以调节。作为非限制性示例，这种浮动可以用于在车辆动力转向组件100的组装期间将车辆动力转向组件100的部件(例如，转向构件126)正确地对准在壳体104中。转向构件126在壳体104中的对准可能使得球式螺母组件102在旋转轴线174上摆动、旋转或倾斜，并且凸形延伸外表面164在插入件凹形内表面156上摆动或以其他方式旋转。球式螺母组件102摆动、旋转或浮动，使得在车辆动力转向组件100的组装期间，车辆动力转向组件100的部件可以与壳体104的建成轴线对准。
优选地，同时，当凸形延伸外表面164在插入件凹形内表面156上摆动或旋转时，球式螺母142还在转向构件126上旋转以实现转向构件126的线性运动。球式螺母142在通过支承结构136(即，通过凸形延伸外表面164支撑在插入件凹形内表面156上)而被支撑的同时在转向构件126上旋转。当在转向构件126上旋转时，球式螺母142在球式螺母轴线154上旋转。球式螺母142在转向构件126上沿着基本垂直于球式螺母轴线154的第二旋转弧176旋转。
凸形延伸外表面164被定位在插入件凹形内表面156的凹形形状内还使得球式螺母142在壳体设计轴线134上轴向地限制在位，以当球式螺母142旋转时，实现转向构件126的线性运动。当分别设置第一插入件部分160和第二插入件部分162时，凸形延伸外表面164优选地分别在第一插入件部分160与第二插入件部分162之间定位在插入件凹形内表面156的凹形形状中。
优选地，当球式螺母组件102组装好时，插入件凹形内表面156的距球式螺母轴线154最近的部分具有距球式螺母轴线154的径向最小距离178。优选地，插入件凹形内表面156的具有径向最小距离178的部分分别邻近或邻接第一插入件部分160和第二插入件部分162。径向最小距离178优选地垂直于球式螺母轴线154。
同样优选地，当球式螺母组件102组装好时，凸形延伸外表面164的距球式螺母轴线154最远的部分具有距球式螺母轴线154的径向最大距离180。径向最大距离180优选地垂直于球式螺母轴线154。
径向最大距离180的绝对值优选地大于径向最小距离178的绝对值。如所展示的，第一插入件部分160和第二插入件部分162分别具有相同的径向最小距离178。替代性地，第一插入件部分160和第二插入件部分162可以分别具有不同的值，每个值(作为绝对值)均优选地小于径向最大距离180。这样，球式螺母142可以在壳体设计轴线134上轴向地受限。
现在参考图7和图8，展示了当球式螺母142的凸形延伸外表面164已经在插入件凹形内表面156上摆动或旋转时球式螺母组件102的非限制性示例位置。图7和图8是示意性的，并且为清楚起见，放大了转向构件126和球式螺母组件102的摆动或旋转。
具体地，图7展示了当凸形延伸外表面164已经在插入件凹形内表面156上沿第一方向182摆动或旋转时球式螺母组件102的位置。在图7中，转向构件126和球式螺母组件102已一起旋转。结果，壳体设计轴线134和球式螺母轴线154不再共线。替代地，在壳体设计轴线134与球式螺母轴线154之间存在第一偏转或倾斜184，使得在车辆动力转向组件100的组装期间，车辆动力转向组件100的部件可以与壳体104的建成轴线对准。作为非限制性示例，第一偏转184可以具有0.5度的绝对值。
类似地，图8展示了当凸形延伸外表面164已经在插入件凹形内表面156上沿第二方向186摆动或旋转时球式螺母组件102的位置，其中第二方向186与第一方向182相反。再次，在图8中，转向构件126和球式螺母组件102已一起旋转。结果，壳体设计轴线134和球式螺母轴线154再次不再共线。替代地，在壳体设计轴线134与球式螺母轴线154之间存在第二偏转或倾斜188，使得在车辆动力转向组件100的组装期间，车辆动力转向组件100的部件可以与壳体104的建成轴线对准。作为非限制性示例，第二偏转188可以具有0.5度的绝对值，其中，第一偏转184和第二偏转188分别具有相反的大小。
图7和图8示出了在具有车辆动力转向组件100的车辆的顶部与底部之间延伸的竖直平面中相对于壳体设计轴线134旋转的球式螺母轴线154的示例。替代性地，球式螺母轴线154可以在具有任何方向或取向的平面中相对于壳体设计轴线134旋转。作为非限制性示例，球式螺母轴线154可以在车辆的前部与后部之间延伸的水平面中相对于壳体设计轴线134旋转。
根据专利法规的规定，已经在本发明的优选实施例中描述和展示了其原理和操作方式。然而，必须理解，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，以与具体解释和展示的方式不同的其他方式实践本发明。
Claims (20)
1.一种车辆动力转向组件，包括：
壳体；
球式螺母，所述球式螺母配置成可操作地布置在所述壳体中，所述球式螺母包括延伸部分，所述延伸部分设置有凸形外支承表面；以及
支撑在所述壳体上的插入件，所述插入件设置有凹形内支承表面，其中，所述凹形内支承表面与所述凸形外支承表面互补，并且所述凸形外支承表面和凹形内支承表面配置成提供所述凸形外支承表面与所述凹形内支承表面之间的相对滑动运动。
2.根据权利要求1所述的车辆动力转向组件，其中，所述凹形内支承表面与所述凸形外支承表面相接触，并且所述凹形内支承表面和所述凸形外支承表面在彼此上滑动。
3.根据权利要求1所述的车辆动力转向组件，其中，所述凹形内支承表面和所述凸形外支承表面是平面轴承。
4.根据权利要求1所述的车辆动力转向组件，其中，所述延伸部分与所述球式螺母一体地形成。
5.根据权利要求1所述的车辆动力转向组件，其中，所述延伸部分从所述球式螺母的一端径向地向外延伸。
6.根据权利要求1所述的车辆动力转向组件，其中，支撑在所述凹形内支承表面上的所述凸形外支承表面沿所述球式螺母的轴线轴向地限制所述球式螺母。
7.根据权利要求1所述的车辆动力转向组件，其中，所述插入件由聚合物材料形成。
8.根据权利要求1所述的车辆动力转向组件，进一步包括：
固位构件，所述固位构件配置成将所述插入件保持在所述壳体中。
9.一种车辆动力转向组件，包括：
壳体；
球式螺母，所述球式螺母配置成可操作地布置在所述壳体中，所述球式螺母包括延伸部分，所述延伸部分设置有凸形支承表面；
支撑在所述壳体上的插入件，所述插入件设置有凹形支承表面，其中，所述凹形支承表面与所述凸形支承表面互补；以及
所述球式螺母的球式螺母轴线，所述球式螺母配置成在所述球式螺母轴线上旋转以实现转向构件的线性运动，其中，所述凸形支承表面和凹形支承表面配置成提供相对于彼此的滑动运动，以提供所述凸形支承表面与所述凹形支承表面之间在所述球式螺母轴线上的第一方向上和在横向于所述球式螺母轴线的旋转轴线上的第二方向上的相对旋转。
10.根据权利要求9所述的车辆动力转向组件，其中，所述旋转轴线垂直于所述球式螺母轴线。
11.根据权利要求9所述的车辆动力转向组件，其中，所述凹形支承表面与所述凸形支承表面相接触，并且所述凹形支承表面和所述凸形支承表面在彼此上滑动。
12.根据权利要求9所述的车辆动力转向组件，其中，所述凹形支承表面和所述凸形支承表面是平面轴承。
13.根据权利要求9所述的车辆动力转向组件，其中，所述延伸部分与所述球式螺母一体地形成。
14.根据权利要求9所述的车辆动力转向组件，其中，所述延伸部分从所述球式螺母的一端径向地向外延伸。
15.根据权利要求9所述的车辆动力转向组件，其中，支撑在所述凸形支承表面上的所述凹形支承表面沿所述球式螺母轴线轴向地限制所述球式螺母。
16.根据权利要求9所述的车辆动力转向组件，其中，所述插入件由聚合物材料形成。
17.根据权利要求9所述的车辆动力转向组件，进一步包括：
固位构件，所述固位构件配置成将所述插入件保持在所述壳体中。
18.一种车辆动力转向组件，
壳体；
所述壳体中的凹部；
球式螺母，所述球式螺母配置成可操作地布置在所述壳体中，其中，所述球式螺母具有球式螺母轴线，所述球式螺母配置成在所述球式螺母轴线上旋转以实现转向构件的线性运动，并且所述球式螺母包括延伸部分，所述延伸部分设置有凸形支承表面，其中，所述延伸部分与所述球式螺母一体地形成并且从所述球式螺母的一端径向地向外延伸；
支撑在所述凹部中的插入件，所述插入件设置有凹形支承表面，其中，所述凹形支承表面与所述凸形支承表面互补，并且所述凸形支承表面和所述凹形支承表面是平面轴承，所述平面轴承提供所述凸形支承表面与凹形支承表面之间在所述球式螺母轴线上的第一方向上和在横向于所述球式螺母轴线的旋转轴线上的第二方向上的相对旋转；以及
固位构件，所述固位构件配置成将所述插入件保持在所述凹部中。
19.根据权利要求18所述的车辆动力转向组件，其中，所述凹形支承表面与所述凸形支承表面滑动接触。
20.根据权利要求18所述的车辆动力转向组件，其中，支撑在所述凹形支承表面上的所述凸形支承表面沿所述球式螺母轴线轴向地限制所述球式螺母。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |