弹性组件以及包含弹性组件的衬套组件和转向组件的制作方法

本发明涉及一种弹性组件以及包含弹性组件的衬套组件，其可用于车辆的转向组件。

背景技术：

车辆转向组件用于使车辆的车轮转向。转向组件通常包括中空壳体、位于中空壳体内的齿条杆、以及与齿条杆啮合的小齿轮。齿条杆一端与小齿轮啮合，另一端经由衬套支撑以允许齿条杆在中空壳体内轴向移动。由于在行驶过程中，齿条杆会受到径向冲击，如果衬套不能够提供足够的刚度，则齿条杆会在径向上移动，进而导致齿条杆与小齿轮之间产生噪声。另一方面，如果衬套提供过高的刚度，则会在衬套与齿条杆之间产生较高的滑动摩擦，甚至导致齿条杆不能轴向移动。因此需要一种折衷衬套的滑动摩擦和刚度的方案。

技术实现要素：

根据本发明一方面，提供一种设置在第一部件和第二部件之间以提供支撑的弹性组件，包含：环状的第一弹性件；及环绕第一弹性件的第二弹性件；其中第一弹性件具有第一刚度，第二弹性件具有不同于第一刚度的第二刚度。

在一个实施例中，第二弹性件在径向上距离中心轴的最大距离不同于第一弹性件距离中心轴的最大距离。

在另一个实施例中，第一刚度大于第二刚度，并且第二弹性件在径向上距离中心轴的最大距离大于第一弹性件距离中心轴的最大距离。

在另一个实施例中，第一弹性件具有收容部，第二弹性件位于收容部处。

在另一个实施例中，第一弹性具有基部以及位于基部两侧的侧部，基部与侧部形成收容部。

在另一个实施例中，第二弹性件在第一方向上的厚度与第一弹性件的基部的厚度之和大于第一弹性件的侧部的厚度。

在另一个实施例中，第一弹性件与第二弹性件为一体成形件。

在另一个实施例中，第一弹性件与第二弹性件由橡胶材料制成。

根据本发明的另一方面，提供一种用于车辆转向组件的衬套组件，包含：包括环状主体部的环状衬套，主体部具有外表面以及自外表面径向向内延伸的收容槽；容纳在主体部上的收容槽内的弹性组件，弹性组件包括：第一弹性件；及环绕第一弹性件的第二弹性件；其中第一弹性件与第二弹性件在径向方向上凸出于主体部的外表面，并且第一弹性件具有第一刚度，第二弹性件具有不同于第一刚度的第二刚度。

在一个实施例中，第二弹性件距离环状衬套的中心轴的最大距离不同于第一弹性件距离中心轴的最大距离。

在另一个实施例中，第一刚度大于第二刚度，并且第二弹性件距离中心轴的最大距离大于第一弹性件距中心轴的最大距离。

在另一个实施例中，第一弹性件具有接触部和收容部，接触部的径向厚度大于收容部的径向厚度，其中第二弹性件位于收容部处。

在另一个实施例中，第一弹性具有收容部以及位于收容部两侧的两个接触部，接触部的径向厚度大于收容部的径向厚度，其中第二弹性件位于收容部处。

在另一个实施例中，第一弹性件与第二弹性件为一体成形件。

在另一个实施例中，第一弹性件与第二弹性件由橡胶材料制成。

在另一个实施例中，主体部具有沿轴向延伸的多个交替设置的第一开槽和第二开槽使得主体部在外力作用下能够在径向上变形。

根据本发明的又一方面，提供一种一种车辆的转向组件，包含：具有内表面的中空壳体；位于中空壳体内沿轴向可移动的齿条杆；以及环绕齿条杆并且位于齿条杆与中空壳体之间的衬套组件，其中衬套组件包括：包括环状主体部的环状衬套，主体部具有外表面以及自外表面径向向内延伸的收容槽；容纳在主体部上的收容槽内的弹性组件，弹性组件包括：第一弹性件；及环绕第一弹性件的第二弹性件，其中第一弹性件与第二弹性件在径向方向上凸出于主体部的外表面，第一弹性件具有第一刚度，第二弹性件具有不同于第一刚度的第二刚度；其中第二弹性件距离衬套的中心轴的最大距离大于第一弹性件距离衬套的中心轴的最大距离，并且在第一状态下第二弹性件与壳体的内表面接触而第一弹性件与壳体的内表面间隔一定距离，其中在第二状态下，在径向载荷的作用下第二弹性件与第一弹性件均与壳体的内表面接触。

在一个实施例中，第一倾斜面和第二倾斜面面对逆时针转动的方向。

在另一个实施例中，第一刚度大于第二刚度。

在另一个实施例中，第二弹性件与第一弹性件为一体成形件。

在另一个实施例中，壳体包括自其内表面径向向外延伸的凹槽，衬套包括自主体部一端径向向外延伸的凸缘，在组装位置时凸缘收容于凹槽内以限制衬套的轴向运动。

本发明的衬套组件具有不同的刚度范围，因而在不同的驾驶条件能满足对刚度和摩擦的要求。

结合附图根据下面详细描述的一个或多个实施例，本发明的一个或多个特征和或优点会显而易见。

附图说明

图1描述了本发明的一个或多个示例实施例的转向组件的示意图。

图2描述了图1中的衬套组件的立体图。

图3描述了图2中的衬套组件的立体分解图。

图4描述了图2中的衬套组件沿a-a线的截面示意图。

图5a描述了图1中的处于第一状态下的转向组件的部分截面示意图。

图5b描述了图1中的处于第二状态下的转向组件的部分截面示意图。

图6描述了图2中的弹性组件的替代实施例的示意图。

图7描述了根据本发明的一个或多个实施例的弹性组件的受力分析示意图。

具体实施方式

根据需要，本说明书中公开了本发明具体的实施例；但是，应理解公开的实施例仅为本发明的示例并且可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。所以，此处所公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而仅为教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。

请参考图1，其中图1描述了本发明的一个或多个示例实施例的转向组件100的示意图。在车辆中，转向组件100被用来实施转向功能。在一个或多个实施例中，转向组件100包括方向盘102、与方向盘102连接的转向轴104、与转向轴104连接的小齿轮106、中空壳体108、位于中空壳体108内沿轴向可移动的齿条杆110、环绕齿条杆110并且位于齿条杆110与中空壳体108之间的衬套组件112以及与齿条杆110连接的转向拉杆114。在一个或多个实施例中，齿条杆110的一端与小齿轮106啮合，另一端经由衬套组件112支撑以在小齿轮106的驱动下在中空壳体108内轴向移动以实现转向操作。

参考图2及图3，图2描述了描述了图1中的衬套组件112的立体图。图3描述了图2中的衬套组件112的立体分解图。在一个或多个实施例中，衬套组件112包括环状衬套116以及环绕环状衬套116的弹性组件118。在一个或多个实施例中，环状衬套116包括环状主体部120，其具有外表面122以及自外表面122径向向内延伸的收容槽124。在一个或多个实施例中，收容槽124呈环状，并且弹性组件118容纳在主体部120的收容槽124内。弹性组件118包括第一弹性件126以及环绕第一弹性件126的第二弹性件128。在一个或多个实施例中，第一弹性件126包括基部130、侧部132和收容部134。基部130距环状衬套116中心轴l的最大距离小于侧部132距中心轴l的最大距离。在图示的实施例中，第一弹性件126包括位于基部130两侧的两个侧部132。基部130与侧部132形成收容部134。第二弹性件128位于收容部134处。这样的设置的优点在于第一弹性件126与第二弹性件128不需要额外的部件就能稳固地接合在一起。

参考图4，图4描述了图2中的衬套组件112沿a-a线的截面示意图。在一个或多个实施例中，第一弹性件126的基部130在第一方向上的厚度w1小于侧部132的厚度w2。在一个或多个实施例中，第一方向为径向方向r。进一步地，第二弹性件128在第一方向上的厚度w3与第一弹性件的基部的厚度w1之和大于第一弹性件的侧部132的厚度w2。在一个或多个实施例中，第一弹性件126与第二弹性件128在径向方向r上凸出于主体部120的外表面122。第一弹性件126具有第一刚度k1，第二弹性件128具有不同于第一刚度k1的第二刚度k2。在一个或多个实施例中，第一刚度k1大于第二刚度k2。在一个或多个实施例中，第一弹性件126与第二弹性件128可由橡胶材料制成。进一步地，第二弹性件128距离衬套116的中心轴l的最大距离h2不同于第一弹性件126距离衬套116的中心轴l的最大距离h1。在一个或多个实施例中，第二弹性件128距离衬套116的中心轴l的最大距离h2大于第一弹性件126距离衬套116的中心轴l的最大距离h1。

参考图5a，图5a描述了图1中的处于第一状态下的转向组件100的部分截面示意图，其中为清楚起见齿条杆110被移除。如图所示，衬套组件112位于中空壳体108内。中空壳体108包括内表面136以及自内表面136凹进的凹槽138。衬套116进一步包括自主体部120一端径向r延伸的凸缘140，在组装位置时凸缘140收容于凹槽138内以限制衬套116的轴向运动。进一步参考图2和图3，在一个或多个实施例中，主体部120具有沿轴向l延伸的多个交替设置的第一开槽142和第二开槽144使得主体部120在外力作用下能够在径向上变形以便于安装至中空壳体108内。在第一状态下，即当衬套组件112受到一定范围内的径向载荷f1时，第二弹性件128与壳体108的内表面136接触而第一弹性件126与壳体108的内表面136间隔一定距离。此时，较小刚度的第二弹性件128为齿条杆110提供径向支撑。较小刚度的第二弹性件128可以实现齿条杆110与衬套116之间较小的滑动摩擦使得齿条杆110在轴向l上平滑移动。第一状态可为车辆的正常驾驶状态。

请参考图5b，图5b描述了图1中的处于第二状态下的转向组件100的部分截面示意图，其中为清楚起见齿条杆110被移除。在第二状态下，即当衬套组件112受到一定范围内的径向载荷f2时，其中f2大于f1，第二弹性件128与第一弹性件126均与壳体108的内表面136接触。此时，第一弹性件126与第二弹性件128同时为齿条杆110提供径向支撑，弹性组件118的刚度增加。从而弹性组件118能对提供齿条杆110足够的支撑以能够防止齿条杆110在径向上的过度位移，从而减小齿条杆110与小齿轮106之间产生的噪声。第二状态可为径向负荷高的状态。

参考图6，图6描述了用于衬套组件112的弹性件的替代实施例的示意图。在一个或多个实施例中，弹性件218可为单个部件，其包括中间支撑部220以及位于中间支撑部220两侧的侧支撑部222。在一个或多个实施例中，侧支撑部222具有第一刚度k3，中间支撑部220具有不同于第一刚度的第二刚度k4。进一步地，在一个或多个实施例中，第一刚度k3大于第二刚度k4。在一个或多个实施例中，中间支撑部220在径向方向上的厚度w4大于侧支撑部222的厚度w5。在一个或多个实施例中，中间支撑部220距离中心轴l的最大距离h3大于侧支撑部距离中心轴l的最大距离h4。弹性件218可由两种不同刚度的橡胶材料制成。在一个或多个实施例中，弹性件218可以通过双次注射成形。

参考图7，图7描述了根据本发明的一个或多个实施例的弹性组件/衬套组件的受力分析示意图。如图所示，在一个或多个实施例中，衬套组件在受到载荷f1的情况下发生的位移量为d1，在受到载荷f2的情况下发生的位移量为d2。可以看出线条p1的斜率小于线条p2的斜率。即，在低载荷或正常驾驶的情况下，衬套组件的刚度较小保证齿条杆平滑移动。在高载荷或冲击载荷情况下，衬套组件进入高刚度区以提供足够的支撑来减低冲击和噪声。因此，本发明的衬套组件能够提供不同刚度的支撑以应对不同的载荷情况。

尽管根据本发明的一个或多个实施例的弹性组件用于车辆的转向组件。应该明白地是，弹性组件可用于任何合适的地方，例如在第一部件和第二部件之间提供支撑。另外，弹性组件也可为任何合适的形状。例如，第二弹性件可构造为在第一状态可与第一部件有多于一个接触点或接触部分。第一弹性件可构造为在第二状态可与第二部件有多于两个接触点或接触部分。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。