CN1840405A - 动力转向装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于根据转向输入而改变车轮方向的齿条－齿轮机构(21)，以及为齿条－齿轮机构(21)操作提供动力辅助的动力缸(10)。齿条－齿轮机构(21)的齿条轴(9)和动力缸(20)的活塞杆(9)彼此平行地布置。齿条轴(9)的两端和活塞杆(3)的两端分别通过连接件(6，7)连接。活塞杆(3)和齿条轴(9)彼此分开，因此增加了它们的设计适应性。

Description

动力转向装置

技术领域

本发明涉及一种动力转向装置，特别适合用在大型车辆中。

背景技术

在JP-11-321682A中公开了一种上述类型的常规的动力转向装置。在该常规装置中，动力缸的活塞杆和齿条-齿轮机构的齿条轴为整体形成并且同轴布置。

发明内容

当如上构造的动力转向装置安装在大型车辆上的时候，出现了各种不同的问题。

一个问题是当齿条轴的直径增大时会造成整个装置的尺寸增大。由于齿条是在齿条轴上形成的，齿条轴需要很大的直径，从而保持齿条的足够强度。特别的，在大型车辆中，由于转向阻力大，需要非常大直径的齿条轴。然而，因为齿条轴和活塞杆如上所述结合，齿条轴的直径增大，活塞杆的直径也必须增大。

在这种情况中，不可能只增大活塞杆的直径而不改变活塞的直径。这是因为，如果只是活塞杆的直径相对增大而不改变活塞的直径，则活塞的压力接受面积减小，从而无法提供想要的输出。因此，齿条轴直径的增大导致需要增大动力缸的直径，从而引起整个装置的尺寸的增大。

另一问题是，当动力缸尺寸增加以产生增加的推力时，齿条轴必须增加直径。这是因为，为了增加动力缸的推力，活塞杆的直径必须相对于其强度等而增加。活塞杆直径的增加导致与活塞杆接合的齿条轴直径的增加。大型车辆在动力缸方面尤其要求极大的推力。如果动力缸要求具有较大直径的活塞杆，而该活塞杆的直径大于为了确保齿条-齿轮机构的齿条轴的强度而要求的直径时，则该齿条轴的直径超过了技术要求的限制，导致成本方面的不利。

也就是说，动力缸和齿条-齿轮机构必须在尺寸技术要求上总是相等，这是因为活塞杆和齿条轴如先前所述的整体成形。这种对于它们都必须有相同技术要求的需求导致不可能响应这样的要求，例如根据车辆的型号仅增加动力缸的推力而不改变齿条轴的尺寸。

由于活塞杆和齿条轴在力作用方向上的差异而引起了另一问题。特别地，活塞杆是在轴向推力的作用下。另一方面，齿条轴另外在与轴向成直角的方向上的分力的作用下，因为齿条被齿轮压靠以将齿轮与齿条没有齿隙的啮合。因而，分力也作用在活塞杆上。然而，例如当活塞杆在与轴向成直角力的作用下时，会导致在活塞、活塞杆、密封件等上出现不平衡的磨损。

鉴于此，对于动力转向装置存在克服相关技术的上述问题的需求。本发明着手解决相关技术的这些需求以及其它需求，本领域技术人员将从下列公开中清楚这些。

本发明的一个目的是提供一种配置有活塞杆和齿条轴的动力转向装置，所述活塞杆和齿条轴彼此分开以解决上述的常规问题。

为了实现上述目的，本发明的另一方面提供一种配置有齿条-齿轮机构的动力转向装置，以根据转向输入改变车轮的方向，并提供一种为齿条-齿轮机构的操作提供动力辅助的动力缸。该动力转向装置包括齿条-齿轮机构的齿条轴，从动力缸的两端凸出并与齿条轴平行布置的活塞杆，以及其每一个都将齿条轴的两端连接到活塞杆的两端的连接件。

通过下列详细说明并参考附图所公开的本发明的优选实施例，本领域技术人员将清楚本发明的这些以及其它目的、特征、方面以及优点。

附图说明

图1示出了本发明实施例的截面图。

具体实施方式

将通过参考附图解释本发明的优选实施例。从下列公开本领域技术人员应当清楚的是，本发明的优选实施例的下列说明仅提供作为解释，而不是为了限制由所附权利要求及其等价所限定的本发明。

该优选实施例说明了用于大型车辆的动力转向装置。

为车辆的转向操作提供动力辅助的动力缸20包括汽缸筒1，可在汽缸筒1内滑动的活塞2和固定到活塞2上的活塞杆3。

活塞杆3穿过汽缸筒1的两端向外延伸。汽缸筒1的内部被活塞2分成两个汽缸内腔1a和1b。活塞杆3由轴承4和5可移动地支撑，轴承4和5分别提供在汽缸筒1的两端。汽缸筒1固定在车体上(未示出)。

如后者所描述的，通过将压力油选择供给进入汽缸内腔1a、1b，活塞2在汽缸筒1内移动从而使得活塞杆3在轴向移动。

从汽缸筒1凸出的活塞杆3的两端通过连接件6和7连接到齿条-齿轮机构21。连接件6和7的末端分别利用螺栓6a和7a可拆卸地连接到活塞杆3的相应末端。

根据转向操作改变车轮方向的齿条-齿轮机构21包括齿条轴9。齿条轴9穿过固定在车体(未示出)上的支撑件8延伸，从而被支撑在其上。齿条轴9平行于活塞杆3被支撑。连接件6和7的另一末端分别连接到齿条轴9的两端。因此，活塞杆3和齿条轴9彼此接合并在相同的方向移动相等距离。

在齿条轴9和连接件6与7之间的连接是可拆卸的。

齿条轴9的两端分别连接到与车轮(未示出)连接的拉杆14和15上。该结构使得齿条轴9可以在轴向移动时改变车轮(未示出)的方向。

齿条10形成在齿条轴9的侧面并在轴向延伸。齿轮12与齿条10啮合并固定到输入轴11上。

输入轴11可旋转地支撑在齿条-齿轮机构21的外壳24内并连接到转向轮(未示出)上。因此，输入轴11在转向轮的操作下旋转，旋转力被施加在齿轮12上使之旋转，旋转传递给与齿轮12啮合齿条10，从而使得齿条轴9在轴向移动。

输入轴11可操作地连接到转向转矩检测机构22和阀机构23上。

转矩检测机构22检测作用在输入轴11上的转向转距。阀机构23根据输入轴11的旋转方向开关，并根据转向转矩控制供应到动力缸20中的液压流体的流速。

阀机构23和汽缸筒1的汽缸内腔1a和1b通过管16和17彼此连通。液压流体通过管16和17供应并排放。

从液压源(未示出)供应液压流体，所述液压源配置有通常由车辆的引擎驱动的液压泵和容纳液压流体的容器。

活塞杆3和齿条轴9如上所述的彼此平行布置。输入轴11的轴线平行于活塞杆3和齿条轴9的轴线所布置的平面布置。

输入轴11向汽缸筒1延伸，作为该结构的替代，输入轴11也可以向相反方向即向齿条10延伸。

接着，将描述实施例的操作。一旦操作转向轮(未示出)，则输入轴11旋转，旋转力根据输入轴11的旋转方向施加到齿轮12上。一旦旋转力施加到齿轮12上，齿轮12在旋转方向驱动齿条轴9，同时转向转矩检测机构22检测对应于旋转力施加到齿轮12上的转矩。在转向转矩检测机构22检测到转向转矩后，阀机构23根据输入轴11的旋转方向以达到所检测转矩的适合的供给流速将液压流体供给到动力缸20。

特别地，动力缸20的汽缸内腔1a和1b中的任何一个与油泵流体连通而另一个与油箱流体连通。因此，动力缸20的活塞2在这些油压下移动，以便活塞杆3轴向移动。

只要活塞杆3如上所述在轴向移动，则通过连接件6和7连接到活塞杆3的齿条轴9也在同样的轴向移动。此时齿条轴9移动的方向与和齿条10啮合的齿轮12的旋转方向一致。即，动力缸20为驱动齿条轴9的齿轮12提供动力辅助。

当齿条轴9与齿轮12的旋转这样同步地进行轴向移动时，拉杆14和15移动，从而改变车轮(未示出)的方向。

因此，根据本发明，既然活塞杆3和齿条轴9通过连接件6和7彼此可拆卸地连接，可能的是，彼此独立地建立活塞杆3和齿条轴9的尺寸技术要求，从而引起尺寸设计柔性的增加。

为此，即使不替换齿条-齿轮机构21，也可将不同容量的另一动力缸20与该齿条-齿轮机构21接合以供使用。

例如，这消除了即使当另一动力缸20的活塞杆3的直径较大时使用较大直径的齿条轴9的需求。因此，小直径齿条轴9的使用使得整个动力转向装置的尺寸可以减小。此外，相同构件可用于不同型号，使得具有成本优势。

因为平行布置的齿条轴9和活塞杆3的四个末端靠连接件6和7相应地连接，活塞杆3的推力相等地作用在齿条轴9的两端，并且动力缸20所产生的动力辅助力也有效地传输到齿条轴9而没有成一定角度的分力作用到齿条轴线上。

此外，齿条轴9和活塞杆3平行布置，而配置有齿轮12的输入轴11平行于齿条轴9和活塞杆3的轴线所布置的平面布置。因此，即使当传输到齿轮12和齿条10之间的力引起出现在齿条轴9上的、与齿轮12和齿条10之间的啮合表面成直角方向的分力时，该分力也不会作为直接弯曲活塞杆3的力。为此，不会施加与活塞杆3的轴向成直角方向的作用力，因此消除了在动力缸20的活塞2、活塞杆3、密封件等上的不平衡磨损的缺陷。

本申请要求日本专利申请No.2005-101163的优先权。日本专利申请No.2005-101163全文在此参考引用。

虽然仅选择了被选择的优选实施例解释本发明，但是对于本领域技术人员从该公开中应当清楚的是，在此可进行各种变化和修改而不背离由所附权利要求限定的本发明的范围。另外，根据本发明的优选实施例的前述说明仅提供作为说明而并不限制由所附权利要求及其等价所限定的本发明。

Claims (3)

1、一种动力转向装置，配置有根据转向输入改变车轮方向的齿条-齿轮机构，和为齿条-齿轮机构的操作提供动力辅助的动力缸，该动力装置包括：

齿条-齿轮机构的齿条轴；

从动力缸的两端凸出并平行于齿条轴布置的活塞杆；以及

分别将齿条轴的两端连接到活塞杆的两端的各个连接件。

2、根据权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于：

各个连接件可拆卸地连接到活塞杆和齿条轴上。

3、根据权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于：

布置在齿条-齿轮机构输入轴上的齿轮与布置在齿条轴上的齿条相啮合；以及

输入轴布置在使得该输入轴的轴线平行于活塞杆和齿条轴的轴线所在平面的位置上。

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