CN206537337U - 转向器和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种转向器和车辆，所述转向器包括：壳体；齿条，所述齿条穿设所述壳体且可相对于所述壳体滑动；球头，所述球头设置在所述齿条的外端且所述球头的至少部分的横截面积大于所述齿条的横截面积；以及膜片弹簧，所述膜片弹簧设置在所述球头与所述齿条之间且可随所述齿条移动至壳体内，在所述膜片弹簧进入到所述壳体内部时，所述膜片弹簧受压且与所述壳体产生摩擦力以减缓所述齿条的移动趋势。本实用新型所述的转向器结构简单，可靠性高，耐久性好。

Description

转向器和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种转向器和车辆。

背景技术

相关技术中的转向器多采用齿轮齿条式转向器，但齿轮齿条式转向器存在一个明显的缺陷：由于转向器壳体对齿条上的转向器球头的极限位置限位，使得当方向盘转到极限角度时，齿条上的转向器球头会对壳体有一个冲击，当方向盘转速较快时，会发出金属撞击噪音，同时也会导致产品的可靠性下降。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种转向器，该转向器结构简单，可靠性高，耐久性好。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种转向器，包括：壳体；齿条，所述齿条穿设所述壳体且可相对于所述壳体滑动；球头，所述球头设置在所述齿条的外端且所述球头的至少部分的横截面积大于所述齿条的横截面积；以及膜片弹簧，所述膜片弹簧设置在所述球头与所述齿条之间且可随所述齿条移动至壳体内，在所述膜片弹簧进入到所述壳体内部时，所述膜片弹簧受压且与所述壳体产生摩擦力以减缓所述齿条的移动趋势。

进一步地，所述球头与所述齿条螺纹连接。

进一步地，所述膜片弹簧包括：多个沿周向间隔设置的弹片，所述弹片的内端与所述齿条的轴线的距离小于所述弹片的外端与所述齿条的轴线的距离。

进一步地，多个所述弹片的内端固定在所述齿条或所述球头上。

进一步地，所述球头包括：球头本体和连接部，所述连接部的自由端与所述齿条固定连接。

进一步地，所述转向器还包括支撑弹簧，所述支撑弹簧支撑在多个所述弹片与所述连接部之间。

进一步地，所述连接部上设置有安装槽，所述支撑弹簧设置在所述安装槽内。

进一步地，所述支撑弹簧为橡胶件，所述支撑弹簧的外径在从内向外的方向上逐渐增大。

进一步地，所述壳体上设置有支撑轴承，所述支撑轴承的外圈与所述壳体过盈配合，所述齿条可相对所述支撑轴承的内圈滑动。

相对于现有技术，本实用新型所述的转向器具有以下优势：

本实用新型所述的转向器，通过膜片弹簧对壳体的作用力而产生的摩擦力来降低齿条在极限位置附近的运动趋势，结构简单、可靠性高，耐久性好。

相对于现有技术，本实用新型所述的车辆具有以下优势：

本实用新型的车辆包括上述的转向器，由于根据本实用新型的车辆设置有上述转向器，因此该车辆结构简单、可靠性高且使用寿命至少在一定程度上得到了提高。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的转向器的示意图；

图2为本实用新型实施例所述的转向器的部分示意图；

图3为本实用新型实施例所述的转向器的部分示意图。

附图标记说明：

转向器100，

壳体110，齿条120，

球头130，球头本体131，连接部132，安装槽101，

膜片弹簧140，弹片141，

支撑弹簧150，支撑轴承160。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

由于齿轮齿条式转向器具有结构简单、性能可靠、制造成本低等优点，市场上大多数轿车及SUV均搭载该形式的转向器。但齿轮齿条式转向器存在一个明显的缺陷：由于转向器壳体对齿条上的转向器球头的极限位置限位，使得当方向盘转到极限角度时，齿条上的转向器球头会对壳体有一个冲击，当方向盘转速较快时，会发出金属撞击噪音，同时也会导致产品的可靠性下降。

现有技术中电动助力转向系统通过编写控制程序来解决该问题，即识别方向盘转动角度，当方向盘接近极限转角时，降低提供的助力，进而降低转向器球头与壳体的冲击力，但该方案需要监控方向盘角度，控制策略复杂，且只适用于电动转向系统，适用范围窄。

液压助力转向系统则通过在壳体上增加尼龙限位挡圈的方式来缓解该问题，将原来的转向器球头与壳体的撞击转变成转向器球头与尼龙挡圈的撞击，但尼龙挡圈受到多次冲击后会被破坏，无法满足车辆耐久性。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型的转向器100。

如图1所示，根据本实用新型实施例的转向器100包括壳体110、齿条120、球头130和膜片弹簧140。

其中，齿条120穿设壳体110且齿条120相对于壳体110滑动，齿条120通过伸入和伸出壳体110来驱动车辆的转向机构运动，进而实现车辆的转向。齿条120一部分设置在壳体110内部，一部分设置在壳体110内部，齿条120可以相对壳体110滑动从而伸出或伸入壳体110。

壳体110上设置有通孔以方便齿条120的进出，通孔的横截面积与齿条120的横截面积大致相同。

球头130设置在齿条120的外端，且球头130至少部分的横截面积大于齿条120的横截面积，球头130上横截面积较大的部分为齿条120移动的极限位置，当球头130部分移动至壳体110时，由于球头130的部分横截面积较大，因此球头130会阻碍齿条120继续向壳体110内部移动。

膜片弹簧140设置在球头130与齿条120之间且可随齿条120移动至壳体110内部，在膜片弹簧140进入到壳体110内部时，膜片弹簧140受到壳体110的挤压，膜片弹簧140在自身弹力的作用下给壳体一个作用力，膜片弹簧140与壳体110产生摩擦力从而减缓齿条120的移动趋势。

膜片弹簧140在未收到压迫时，膜片弹簧140的至少部分与球头130或齿条120间隔开，由于齿条120向壳体110内部移动，会带动膜片弹簧140向壳体110内部移动，进而壳体110挤压膜片弹簧140，膜片弹簧140被压缩且膜片弹簧140会给壳体110一个挤压力，进而膜片弹簧140与壳体110之间产生摩擦力，该摩擦力会作用到膜片弹簧140和齿条120上，进而减缓了齿条120的移动。

随着膜片弹簧140越来越深入壳体110内部，膜片弹簧140进一步被压缩，进而膜片弹簧140与壳体110之间的摩擦力增大，进一步减缓了齿条120的移动趋势。

本实用新型实施例的转向器100，通过膜片弹簧140对壳体110的作用力而产生的摩擦力来降低齿条120在极限位置附近的运动趋势，结构简单，可靠性高，耐久性好。

可选地，球头130与齿条120螺纹连接。例如，球头130上可以设置有螺纹柱，齿条120上可以设置有螺纹孔，螺纹柱可以旋紧在螺纹孔中，进而实现球头130与齿条120的固定。

具体地，膜片弹簧140包括多个沿其周向间隔设置的弹片141，且每个弹片141沿齿条120的轴向延伸，且弹片141的内端与齿条120的轴线距离小于弹片141的外端与齿条120的轴线距离。

由此，在弹片141随齿条120进入到壳体110内时，壳体110会逐渐压缩弹片141，且弹片141的压缩量会逐渐增大，进而弹片141施加在壳体110上的力也会逐渐增大，弹片141与壳体110之间的摩擦力逐渐增大，从而能够显著减缓齿条120的移动趋势。

在本实用新型的一些实施例中，弹片141的内端固定在齿条120或者球头130上。由此，弹片141可以随着齿条120或者球头130一起移动，以完成弹片141的压缩。

在本实用新型的一些实施例中，如图1至图3所示，球头130包括球头本体131和连接部132，连接部132的自由端与齿条120固定连接。例如，连接部132与齿条120可以螺纹连接。球头本体131的横截面积大于齿条120的横截面积，连接部132的横截面积与齿条120的横截面积大致相同。

进一步地，转向器100还包括支撑弹簧150，支撑弹簧150支撑在多个弹片141与连接部132之间。由此，在弹片141进入到壳体110内部时，不仅弹片141受到挤压，弹片141与连接部132之间的支撑弹簧150也受到挤压，从而作用在壳体110上的作用力变大，弹片141与壳体110之前的摩擦力进一步变大，进而进一步减缓了齿条120的移动趋势。

优选地，连接部132上设置有安装槽101，支撑弹簧150设置在安装槽101内。由此，支撑弹簧150可以更加稳定牢固地安装在膜片弹簧140与连接部132之间，保证转向器100工作的稳定性。

在本实用新型的一些实施例中，支撑弹簧150为橡胶件，支撑弹簧150的外径在从内向外的方向上逐渐增大。由此，在弹片141逐渐进入到壳体110内部时，施加在壳体110上的作用力逐渐且平缓地增加，不会由于作用在壳体110上的作用力突然增加而出现齿条120卡死的现象。

在本实用新型的另外一些实施例中，球头130包括球头本体131和连接部132，连接部132的自由端与齿条120固定连接；膜片弹簧140包括多个沿周向间隔设置的弹片141，弹片141的内端与连接部132或齿条120固定，弹片141的外端贴合在连接部132上且可在连接部132的外表面滑动，其中弹片141的中段隆起。

换言之，在弹片141逐渐进入到壳体110内时，弹片141受到挤压，且在弹片141的中段与壳体110接触时，弹片141施加在壳体110上的作用力最大，且在弹片141受压迫的同时，弹片141的外端沿连接部132的外表面向外移动。

在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，壳体110上设置有支撑轴承160，支撑轴承160用于支撑齿条120，且支撑轴承160的外圈与壳体110过盈配合，齿条120可相对支撑轴承160的内圈滑动。

本实用新型实施例的转向器100，在弹片141进入到壳体110内部时，膜片弹簧140在自身的弹力以及支撑弹簧150的作用下，对壳体110施加作用力，同时轴向分力增大，加快齿条120移动的衰减，当齿条120到达极限位置时，轴向分力达到最大值并几乎完全抵消齿条120的移动力，从而减缓或者避免球头本体131与壳体110之间的碰撞。

本实用新型的技术方案利用膜片弹簧140对壳体110的反作用力来降低球头130对壳体110的冲击，同时利用支撑弹簧150来加大这种反作用力。该技术方案不需要监控其他任何信号、结构简单；同时采用降低冲击力的原理来起到对转向器100末端保护的作用，可靠性高，耐久性能良好。

下面简单描述本实用新型实施例的车辆。

根据本实用新型实施例的车辆包括上述实施例的转向器100，由于根据本实用新型实施例的车辆设置有上述转向器100，因此该车辆结构简单、可靠性高且使用寿命至少在一定程度上得到了提高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转向器(100)，其特征在于，包括：

壳体(110)；

齿条(120)，所述齿条(120)穿设所述壳体(110)且可相对于所述壳体(110)滑动；

球头(130)，所述球头(130)设置在所述齿条(120)的外端且所述球头(130)的至少部分的横截面积大于所述齿条(120)的横截面积；以及

膜片弹簧(140)，所述膜片弹簧(140)设置在所述球头(130)与所述齿条(120)之间且可随所述齿条(120)移动至壳体(110)内，在所述膜片弹簧(140)进入到所述壳体(110)内部时，所述膜片弹簧(140)受压且与所述壳体(110)产生摩擦力以减缓所述齿条(120)的移动趋势。

2.根据权利要求1所述的转向器(100)，其特征在于，所述球头(130)与所述齿条(120)螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的转向器(100)，其特征在于，所述膜片弹簧(140)包括：多个沿周向间隔设置的弹片(141)，所述弹片(141)的内端与所述齿条(120)的轴线的距离小于所述弹片(141)的外端与所述齿条(120)的轴线的距离。

4.根据权利要求3所述的转向器(100)，其特征在于，多个所述弹片(141)的内端固定在所述齿条(120)或所述球头(130)上。

5.根据权利要求3所述的转向器(100)，其特征在于，所述球头(130)包括：球头本体(131)和连接部(132)，所述连接部(132)的自由端与所述齿条(120)固定连接。

6.根据权利要求5所述的转向器(100)，其特征在于，还包括支撑弹簧(150)，所述支撑弹簧(150)支撑在多个所述弹片(141)与所述连接部(132)之间。

7.根据权利要求6所述的转向器(100)，其特征在于，所述连接部(132)上设置有安装槽(101)，所述支撑弹簧(150)设置在所述安装槽(101)内。

8.根据权利要求6所述的转向器(100)，其特征在于，所述支撑弹簧(150)为橡胶件，所述支撑弹簧(150)的外径在从内向外的方向上逐渐增大。

9.根据权利要求1所述的转向器(100)，其特征在于，所述壳体(110)上设置有支撑轴承，所述支撑轴承的外圈与所述壳体(110)过盈配合，所述齿条(120)可相对所述支撑轴承的内圈滑动。

10.一种车辆，其特征在于，设置有权利要求1-9中任一项所述的转向器(100)。