TW536502B - Damper mechanism for steering device - Google Patents

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536502 A7 _____B7 五、發明説明（ 相關申請案交互參照 本發明係依據且請求在2001年6月18曰提申之先前曰 本專利申請案第2001-183792號之優先權，該申請案之整個 内容在此加入作為參考。 發明背景 1.發明領域 本發明係有關於一種用於一汽車轉向裝置之減震機 構。 2·相關技術之說明 一汽車轉向裝置包括一與一方向盤一體地轉動之轉向 轴’一可轉動地支持該轉向軸之轉向管柱，及一將該轉向 才干之轉動傳遞到轉向齒輪側的軸桿總成。同時，提供配備 有一通常被稱為轉向減震器之減震機構（彈性桿結合件）之 轉向裝置，以防止在一車輪側上產生之微震動傳到該方向 盤側亦為習知的。 習知的減震機構包括一外管，一插入該外管中之内構 及一安裝在該外管與該内構件之間的似橡膠彈性本 例如在曰本專利第9-72374與第5-U6636號中所揭露 件 體 者 在《亥荨減震機構中’由該轉向齒輪側傳來之微震動係 在該彈性本體可變形之範圍中被吸收，當該方向盤轉動以 進行轉向時，該外管與該内構件係在扭轉方向上相動移 動。只要該移動（扭轉角度）是小的，則該彈性本體在扭轉 之方向（剪切方向）上變形，當施加一超過一預定扭轉角度 本紙張尺度適用中國·國家標準（CNS) A4規格（2】〇><297公釐） (請先閲讀背面之汶意事项再填寫本頁) .装， -、τ :線— -4- 536502 五、發明説明（ 之輸入時，一擋止器操作，且因此力矩在該外管與該内構 件之間傳遞。 ..............-.........裝…… (請先閲讀背*之：/.€-意事項再填窝本頁) 在習知減震機構中，該彈性本體受到一剪力，因此， 如果該彈性本體是由橡膠製成時會有耐用性的問題。當該 彈性本體之彈簧常數減少以改善由該轉向齒輪側傳來之微 震動之吸收性質_，在正常轉向角度之範圍内（當方向盤被 握住時）的轉向效能會發生問題。但是，當該彈性本體之彈 簧常數是高的時候，由該轉向齒輪側傳來之微震動無法充 份地被吸收。 發明之簡要概述 因此，本發明之一目的是提供一用於一轉向裝置之減 震機構，其可有效地吸收由該轉向齒輪側傳來之微震動並 改善在一正常轉向角度之範圍内的轉向效能。 :線丨 本發明之一種減震機構包括一外管、一内構件、及一 彈性本體，沿著軸向延伸之多數内凸部與多數凹槽在圓周 緣方向上交替地形成在該外管之内周緣處。多數外凸部份 係在該圓緣周方向上形成於該内構件之外周緣上的多數部 份處，沿著軸向延伸之多數外凸部份係在該圓周緣方向上 形成於該内構件之外周緣之多數部份上。該彈性本體係設 置在該外管與該内構件之間。 在本發明之減震機構中，在一微小扭轉角度之範圍 内’該彈性本體係在壓縮之方向上且在該外管之内凸部與 該内構件之外凸部份之間變形，藉此吸吸微震動。在一正 常轉向角度之範圍内，該等内凸部係與該等外凸部份結合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -5- A7 ---------B7_ 五、發明説明（3 ) " " -- 且它們兩者一體地轉動，藉此傳送力矩。 在這發明中，較佳地，該彈性本體包括一設置在該内 ^冓件之外凸部份之_側與該外管之第_内凸部之間的厚壁 :及-設置在該外凸部份之另_側與―第二内凸部之 間的薄壁部份’藉此增加彈簧常數且增加扭轉角度。更佳 地，在該薄壁部份與該第二内凸部之間保持一間隙，該間 隙可讓該外管與該内構件以一微小之角度在該扭轉方向上 相動移動。 本發明之其他目的與優點將在以下之說明中提出，且 部份地在該說明中是顯而易見❺，或者可由實施本發明而 了解。本發明之目的與優點可以藉由以下特別指出之設備 與組合而了解與達成。 圖式之數個視圖的簡要說明 加入並且構成說明書之一部份的附圖顯示本發明之實 施例，且與上述之一般性說明及以下之實施例之詳細說明 一起用以解釋本發明之原理。 第1圖是本發明之一實施例之減震機構之轉向裝置的 側視圖； 第2圖是一放大側視圖，部份為截面圖，顯示第i圖所 示之轉向裝置之減震機構； 第3圖是沿第2圖之線F3-F3所截取之減震機構之橫戴 面圖； 第4圖是一在第3圖中被F4圈起之部份的放大圖；及 第5圖是一示意圖，顯示在第1圖所示之轉向裝置之減 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） I I I I I (請先閲讀背面之注意事项再填窝衣頁) 、ΤΓ— .'..4丨 -6- 536502 A7 _____B7_ 五、發明説明（4 ) 震機構之扭轉角度與負載間的關係。 發明之詳細說明 以下將配合第1至5圖說明本發明之實施例。 第1圖顯示一汽車轉向裝置1〇,該轉向裝置10包括一安 裝有一習知方向盤（圖未示）之轉向軸11，一可轉動地支持 該轉向轴11之圓柱形轉向管柱12，及一經由一萬向結合件 13而連接於該轉向桿11之軸桿總成14。該軸桿總成14在該 軸桿總成14之長度之中點處粟有一減震機構2〇。 該轉向管柱12之端部12a係被支持成使它可在箭號A1 所示之方向上於一可樞轉支持構件21四週傾斜，一傾斜鎖 定機構25係設置在該轉向管柱12之長度之中點12b處。該傾 斜鎖定機構25包括一與該轉向管柱12沿該箭號幻一起移 動之傾斜托架26及一可使該傾斜托架26在一將它固定於一 在一車輛側上之底座構件27之位置及一將它釋放之位置之 間移動的傾斜槓桿28。 該減震機構20之構型係如第2至4圖所示者，該減震機 構20包括一由金屬製成之外管3〇，一由金屬製成之中空内 構件31，及一由一具有類似橡膠彈性之材料製成之彈性本 體32。該外管30在其一端部30a側上具有一萬向結合件13， 該外管30亦在其另一端部30b上具有一蓋33。 形狀近似一管之該内構件31包括一可被插入該外管3〇 中之部份35及一由該外管30向外凸出之部份刊，向外凸出 之部份36係與一朝一轉向齒輪（圖未示）延伸之軸桿主體37 連接。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐） -......................裝............T.....訂.................·線 (諳先閲讀背面之汰意事项再填寫衣頁) -7- 536502 A7 B7 五、發明説明（5 ) 如第3圖所示，沿著該軸χ(顯示在第2圖中）之方向延伸 之多數第一内凸部41與第二内凸部42係在圓周緣方向上形 成於該外管30之内周緣上之多數位置處。該第二内凸部42 之凸起咼度Η2係低於該第一内凸部之凸起高度Η〗，如第 3圖所示，該等第一内凸部41與該等第二内凸部42係交替地 形成，而多數凹槽43係沿該軸Χ之方向形成於其間。 沿著該軸X之方向延伸之多數外凸部份5丨係形成在該 内構件3 1之外周緣上可被插入該外管3 〇中之多數圓周緣位 置處，該荨外凸部份51係各嵌入在該第一内凸部41與該第 二内凸部42間之凹槽43中。 一由橡膠（如天然橡膠或化學橡膠）、彈性體等製成之 彈性本體32係設置在該外管3〇與該内構件31之間且在該外 管30與該内構件31互相重疊之整個部份處。該彈性本體32 具有厚壁部份55，薄壁部份56，及連接部份57，如第4圖之 放大圖所示’且係具有類似一沿第2圖中之轴X之方向延伸 一長度L之圓柱形形狀者。 該厚壁部份55係設置在計外凸部份51之一側面51&與 该第一内凸部41之間，該薄壁部份56係設置在該外凸部份 51之另一側面51b與該第二内凸部42之間。該連接部份57 連接該厚壁部份55與該薄壁部份56。 該彈性本體32係形成為可使該内構件3丨之外周緣被一 模具所覆蓋，該彈性本體32之材料係被送入該模具與該内 構件31之間，並且接受硫化處理，藉此模製該彈性本體32 且同時將該彈性本體32硫化於該内構件3丨之外周緣上。因 本紙張尺度適用中國國家標準（〇jS) A4規格（210X297公楚） ....................茗..........J.....訂.................妹 (請先閲讀背面之注意事项再填寫本頁) -8- 536502 五、發明説明（6 ) 此因為該彈性本體32完全踢著於重疊該外管如之内構件 3/ ’故可以使膠著自動化且增加產率。該彈性本體^所附 著之内構件31係與該彈性本體32-起被壓入該外管3〇,該 彈性本體32係與該蓋33鎖合以防止它滑出該外管％。Λ 該厚壁部份55佔據在該第一内凸部41與該外&部份η 間之空間且不留任何間隙，如第4圖所示。另-方面，該薄 土 P伤56係0又置在該第二内凸部42與該外凸部份$ ^之間且 具有一間隙G’該間隙G可讓該外管％與該内構件31以一非 常小的角度沿扭轉方向相對移動。此外，另一間隙存在於 面向該内構件31之第二内凸部42之一頂端部份與一面向該 頂端部份且形成在該内構件31上的凹部之間。 當該彈性本體32被硫化結合於該内構件31時，如在這 實施例中一般，該間隙G係形成在該第二内凸部“與該薄 壁部份56之間。另一方面，當該彈性本體^被硫化結合於 該外管30時，該間隙0係形成在該外凸部份51與該薄壁部 份56之間。 由於該減震機構具有上述構型，當該外管3〇與該内構 件31以該扭轉方向相對轉動時，該彈性本體32之厚壁部份 55係在該間隙G之範圍中於一微小扭轉角度之範圍内變 形，因此，於一微小扭轉角度之範圍内，得到一在第5圖中 以α表示之小彈簧常數，藉此使微小之震動得以有效地被 吸收。 當該扭轉角度超過前述微小角度之範圍時，該間隙G 消失，使得該第二内凸部42與該薄壁部份56接觸，且在該 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公楚） -9- 536502 A7 ------B7 五、發明説明（7 ) ' — 扭轉方向上之扭矩經由該第二内凸部Μ被傳至該外凸部份 51。在k種情形下，因為在該薄壁部份56之壓縮方向上之 Μ到到極限’該彈簧常數增加，如第5圖中之石所示。換 σ之，該彈f常數隨著_扭轉角度之增加而階段性地增加。 另外，如上所述，該第二内凸部42之凸起高度扣係小 於該第一内凸部41之凸起高度（H1>H2)，在該外管3〇與該 内構件31間之彈性本體32係設置成沿著軸X之方向延;申一 長度L。 當該第二内凸部42之高度H2係設定成與該第一内凸 部41之南度H1—樣高時，該第二内凸部42頂抵在該薄壁部 份56上之面積增加，使得即使該薄壁部份％具有一低彈簧 常數，也可因此具有一全體之柔軟性。換言之，在第5圖中 由石所示之性質難以得到。在這實施例中，由於該第二内 凸邛42與該薄壁部份56之接觸面積可以藉由減少該第二内 凸部42之凸起高度H2而儘可能地減少，如此可得到一所需 之性質。 在一正常轉向角度之範圍内，由於該外管30與内構件 31係經由該第二内凸部42與該外凸部份51 一體地轉動，故 輸入至該外管30之轉向力量（扭矩）係經由該内構件31傳至 5亥轴桿主體3 7。 同時，在該減震機構20中，當該外管30與該内構件31 沿該扭轉方向相對轉動時，該彈性本體32之該厚壁部份55 與該薄壁部份56沿壓縮之方向彎折，且實質上未施加剪力 於該彈性本體32。因此，該彈性本體32比較不會老化，藉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公爱）

(請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 訂----- :娘. •10- __£7_^_ 536502 A7 五、發明説明（8 ) 此增加耐用性。 另，在此實施例之減震機構20中，由於該等内凸部41 與42及該外凸部份51可以沿著該軸X之方向極微量地震 動，由於一動力轉向機構之液壓震動而在該轴X之方向上 產生且可由該軸桿主體37傳至該内構件31側的微震動可被 該彈性本體32吸收。因此，傳送到該方向盤側之沿著該軸 X之方向之微震動與噪音也可以減少。 在此應了解的是當實施本發明時，在不偏離本發明之 精神或範疇的情形下，熟習此項技術者可對本發明之組 件’如一外管，一内構件，該外管之内凸部，該内構件之 外凸部份，及一彈性本體進行各種改變與變化。 依據該實施例，當該外管與該内構件在一微小扭轉角 度之範圍内相對轉動時，該彈性本體在壓縮方向上於該外 管之内凸部與該内構件之外凸部份之間變形，藉此吸收微 震動’並且在一正常轉向角度之範圍内，該外管與該内構 件可以經由該内凸部與該外凸部份一體地轉動。因為該彈 性本體主要是在壓縮之方向上變形，故與施加一剪力之情 形相較，可得到高耐用性。 此外，由於該彈性本體之厚壁部份在一微小扭轉角度 中’4折’故該彈簧常數小，且由於當該扭轉角度增加時， 該外管之内凸部與該内構件之外凸部份係經由該薄壁部份 互相結合，故該彈簧常數可增加。 另外’由於該彈簧常數可以在該間隙之範圍内，於一 微小扭轉角度之範圍中充份地減少，故可有效地吸收微震 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之法意事项再填窝本頁) •訂丨 線 -11- 31…内構件 32···彈性本體 33···蓋 35,36···部份 37…軸桿主體 41 · · ·第一内凸部 4*2…第二内凸部 43…凹槽 51···外凸部份 51a，51b...側面 55···厚壁部份 56…薄壁部份 57…連接部份 536502 A7 ----- B7___ 五、發明説明（9) " - U扭轉角度增加時，該間隙消失，使得該彈簧常數 ^力且該外&與該内構件在_正常轉向角度之範圍中大致 結合成一體，藉此傳送轉向扭矩。 熟習此項技術者可輕易想出其他優點與變化例，因 此，以其較廣之特徵來說，本發明不受限於在此所示與所 述之特定細節與代表性實施例，故，可以在不偏離由以下 申明專利範圍所界定之一般性發明觀念之精神與範疇以及 其等效物之情形下可以進行各種變化。 【元件標號對照表】 10…轉向裝置 11…轉向軸 12…轉向管柱 12a."端部 12b···中點 13…萬向結合件 14…軸桿總成 2〇…減震機構 21…可樞轉支持構件 25…傾斜鎖定機構 26…傾斜托架 2 7…底座構件 28…傾斜槓桿 30…外管 30a，30b··.端部 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2】0><297公釐） • 、 m ......................:名..........:··.....訂….............-:-4 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁)

Claims (1)

1. '申請專利範圍 L一種用於一轉向裝置之減震機構，其包含·· 外笞，具有在該内周緣側上沿著軸向延伸且在圓 周緣方向上交替地形成在多數位置處之多數内凸部與多 數凹槽； 一内構件，可被插入該外管且具有在該外周緣側上 沿者該軸向延伸並且嵌入該等凹槽中，且在形成於該圓 周緣方向上之多數位置處的内凸部之間；及 彈性本體，係設置在該外管之内凸部與該内構件 之外凸部份之間。 •如申吻專利範圍第丨項之用於轉向裝置之減震機構，其中 該彈性本體包括： 厚壁部伤，係設置在該内構件之外凸部份之一側 面與該外管之一第一内凸部之間；及 一薄壁部份，係設置在該外凸部份之另一側面與該 外管之一第二内凸部之間；且 該彈性本體係構型為使彈簧常數隨著在該外管與該 内構件間之相對扭轉角度之增加而增加。 3·如申請專利範圍第2項之用於轉向裝置之減震機構，其 中： ’、 一間隙係由該彈性本體之薄壁部份與該第二内凸部 與外凸部份之其中一部份所界定出來者。 4·如申凊專利範圍第2項之用於轉向裝置之減震機構，其中 該第二内凸部之凸起高度係小於該第一内凸部之凸起高 度。 536502 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 5.如申請專利範圍第2項之用於轉向裝置之減震機構，其 中： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 該彈性本體更包括一用以連接該厚壁部份與該薄壁 部份之連接部份。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -14-