专利名称：齿条－齿轮式转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种齿条-齿轮式的转向装置，这种转向装置具有随着转向操作能给向车身的左右方向移动的齿条轴增加辅助力的液压缸。
齿条-齿轮式转向装置如图6所示，它具有活塞杆102和在齿条轴101上增加辅助力的液压缸105。活塞杆102连接在随着转向操作而向车身的左右方向移动的齿条轴101的一个端部上。液压缸105具有为上述活塞杆102上的活塞102a导向的缸筒103，和在上述缸筒103上支承着上述活塞杆102的中间部分的支承件104。
此外，在上述缸筒103的外侧设有套管106，该套管106的一个端部用压配合固定在套着上述齿条轴101的齿条套107中，该齿条套107的一个端部以可拆卸的方式连接在齿轮箱108上。该齿轮箱108支承着上述齿条轴101和设有与该齿条轴101上的齿啮合的齿轮的齿轮轴(图中未示出)。
如图5所示，上述支承件104由下列各零件组成能穿过上述活塞杆102并为其导向的合成树脂的导向环109；用于嵌入上述导向环109，并将其夹持住的内夹持环110；以及嵌入了密封部件111，并将其夹持住的外夹持环112。密封部件111的作用是防止填充在上述内夹持环110和上述缸筒103内的液压油从活塞杆102周围泄漏出来。
在内夹持环110的内表面上设有在两端沿径向向内凸出，为防止导向环109跟着活塞杆102的移动而移动用的第一限制部分113和第二限制部分114。在导向环109上开了一条能让导向环109的直径缩小的切槽115。因此，当把导向环109的直径缩小时，在切槽115的两侧接触在一起的状态下，可将导向环插入内夹持环110内，然后，由于导向环109的弹性而使导向环109卡在内夹持环110中。
具有这种结构的支承件104，由于它的第一和第二限制部分113、114在径向向内离开外夹持环112的内表面一定的距离，所以上述缸筒103和套管106内的灰尘等异物，以及活塞杆102的伤痕等，可能会划伤上述密封部件111。活塞一侧的油缸内的液压油从上述密封部件111的伤痕泄漏出来时，就会使齿条套107从齿轮箱108上脱出来。当需要更换密封部件时，可从齿条套107的一端向缸套103内插入筒状的工具，使该工具与上述内夹持环110的第二限制部分114接触，打击该工具，使内夹持环110移动，便可将密封部件111从外夹持环112中拔出来。
可是，由于上面所说的以往的支承件104的导向环109的内径比外径小10mm左右，当使导向环109的切槽115的两侧重合接触，使它的直径缩小，插入内夹持环110的内表面中去时，这种操作就存在着困难。还有，在将导向环109嵌入内夹持环110中时，随着该导向环109内径的缩小，会产生弯曲部分容易裂开的问题。此外，导向环109是用合成树脂材料成形的零件，因为要将它的直径缩小嵌入内夹持环中去，也会发生嵌入之后不能弹性恢复到缩径以前的形状的问题。
因此，为了解决以往所存在的问题，可在一个插入如图7所示的那样的导向环109的内夹持环110的一端设置上述第一限制部分113，而在插入内夹持环110和密封部件111的外夹持环112的内表面上设置上述第二限制部分114，这样，不需要再把导向环109缩小直径就能很容易地从内夹持环110的一端把导向环插入内夹持环110中，而且也不会因导向环109直径缩小而产生裂纹。
可是，如图7那样在外夹持环112的内表面上设置第二限制部分114的话，当为了将上述密封部件111拔出来而把工具插入外夹持环112中去时，该工具就不能接触到导向环109和内夹持环110了。这样，就不能使内夹持环110移动只更换密封部件111了，而必须同时也更换装有该密封部件111的支承件104，设有该支承件104的缸套103，以及套在该缸套103上的套管106和用压配合固定在该套管106上的齿条套107，存在着维修费用高的问题。
本发明就是有鉴于以上事实，其目的是提供一种齿条一齿轮式转向装置，这种转向装置具有下述结构在导向环的一个端部上设置了与内夹持环的一端的端面和第二限制部分相对的凸起，在外夹持环上设置了与该凸起相对的第二限制部分，该第二限制部分设置在与导向环的内表面相对的径向的外侧位置上，借助于在导向环一端的端面上能施加沿着长度方向的力，使得导向环能够很容易插入内夹持环中，而且，还能通过导向环使内夹持环移动，此外，把上述凸起与内夹持环一端的端面之间的间隔做得比导向环的另一端的端面与第一限制部分之间的间隔大，从而防止了由于导向环随着活塞杆的移动而作往复运动的时候所产生的移动力使上述凸起发生破裂。
本发明的齿条-齿轮式转向装置上设有活塞杆和在齿条轴上增加辅助力的液压缸，活塞杆连接在随着转向操作而向车身的左右方向移动的齿条轴的一个端部上，液压缸具有为上述活塞杆上的活塞导向的缸筒，和在上述缸筒上支承着上述活塞杆的中间部分的支承件；上述支承件由能让上述活塞杆穿过并为其导向的导向环，嵌入并固定该导向环的内夹持环，以及嵌入并固定该内夹持环的外夹持环；在上述导向环的两端，在上述内夹持环和外夹持环上设置了限制上述导向环移动的第一限制部分和第二限制部分；其特征在于，上述导向环具有从其一端向外凸出的，与上述内夹持环一端的端面和第二限制部分相对的凸起，该凸起与上述端面之间的间隔，比上述导向环另一端的端面与上述第一限制部分之间的间隔大，与上述凸起相对的上述第二限制部分设置在与上述导向环的内表面相对的径向向外的位置上。
在本发明中，在导向环的一端设有与内夹持环的一端和第二限制部分相对的凸起，在外夹持环上设有与该凸起相对的第二限制部分，该第二限制部分的位置设在与导向环的内表面相对的径向向外的位置上，由于能在导向环一端的端面上施加长度方向的力，所以很容易把导向环嵌入内夹持环中，提高了内夹持环的装配工艺性能。
而且，当与内夹持环一起嵌入并固定在外夹持环中的密封部件发生泄漏时，可将筒状工具插入缸套内，并使该工具与上述导向环一端的端面接触，就能用打击工具来使内夹持环移动。因此，就能借助于该内夹持环的移动，把密封部件从外夹持环中推出来，只更换这个密封部件，从而降低了维修费用。
此外，把上述凸起与内夹持环一端的端面之间的间隔做得比导向环的另一端的端面与第一限制部分之间的间隔大，当导向环随着活塞杆的移动而向长度方向的一侧移动时，上述凸起就与第二限制部分接触，它的移动就受到了限制，而当导向环向长度方向的另一侧移动时，导向环另一端的端面与第一限制部分接触而限制了它的移动。由于这种凸起只在导向环向一侧移动时才与限制部分接触，因而能使得作用在凸起底部上的应力只有一个方向的振动，提高了导向环的寿命。
下面，参照附图详细说明本发明的实施例。附图中
图1是本发明的齿条-齿轮式转向装置的支承件放大后的断面图；图2是本发明的齿条-齿轮式转向装置的关键部分的结构的放大图，其中，(a)是断面图，(b)是说明导向环的移动状态的图；图3是设有本发明的支承件的齿条-齿轮式转向装置的一部分的正剖视图；图4是本发明的齿条-齿轮式转向装置的整体断面图；图5是以往的齿条-齿轮式转向装置的支承件的断面图；图6是以往的齿条-齿轮式转向装置的整体断面图；图7是以往的齿条-齿轮式转向装置的支承件的说明图。
如图4所示的齿条-齿轮式转向装置是一种中央输出型的动力转向装置，它由下列构件所组成小齿轮轴1，它的一端与方向盘联结，一起转动，其另一端设有小齿轮(图中未示出)；齿条轴2，它向车身的左右方向延伸，其上设有与上述小齿轮啮合的齿(图中未示出)；支承着上述小齿轮轴1和齿条轴2的齿轮箱3；对上述齿条轴2施加辅助力的液压缸A，该液压缸具有其基端与上述齿条轴2长度方向的一端连接的活塞杆4和为该活塞杆的活塞导向的缸筒5；连接在上述齿轮箱3上，能够拆卸的，包围着上述齿条轴2的齿条外壳10；设置在该齿条外壳10的周围，两端封闭的能够伸缩的圆筒形保护罩11；通过开在上述齿条外壳10上的长孔10a安装在上述齿条轴2上的支架12。一对联杆13、13的端头安装在上述支架12上。
如图3和图4所示，齿条外壳10的基端用几个安装螺钉14安装在上述齿轮箱3上，能够拆卸，该齿条外壳10的前端通过支承着上述活塞杆4的中间部分的支承件6连接在上述缸筒5的基端上。
缸筒5的基端上安装着上述支承件6，并用它封闭，其前端嵌入塞头7进行封闭，在活塞4a的两侧，详细的说，在活塞4a与上述支承件6的密封部件63之间，以及在活塞与上述塞头7之间，有油室5a、5b。此外，还设有包围着缸筒5的包套8，该包套8的基端用压入的方法连接固定在上述齿条外壳10上，在包套8和齿条外壳10之间夹持固定着上述支承件6，而上述塞头7嵌入上述包套8的前端内，能够拆卸。
液压缸A上配备了上述活塞杆4、上述缸筒5和支承件6。
如图3所示，支承件6由下列各部件组成能让上述活塞杆4穿过并能为其运动导向的导向环61；该导向环61嵌入其中，并且夹持着该导向环的内夹持环62；以及外夹持环64，该外夹持环中以能够拆卸的方式嵌入了为防止充满在上述内夹持环62与上述缸筒5中的液压油从活塞杆4周围泄漏出来的上述环状密封部件63，并且该外夹持环64安装在上述包套8基端的内部。
如图1示，在内夹持环62的内表面上设有下列各部分嵌入上述导向环61的嵌入面62a；在其一端从上述嵌入面62a沿径向向外的环形凹台62b；在其另一端从上述嵌入面62a沿径向向内凸出，用以限制导向环61随着活塞杆4的运动而向一侧(与齿条轴相反的一侧)移动的第一限制部分62c。
如图1所示，在外夹持环64的内表面上设有下列各部分设在外夹持环中间，向一端开口的，能让上述内夹持环62和密封部件63装入其中和拆卸下来的嵌入面64a；从上述中间部分沿径向向内凸出，用以限制上述导向环61随着活塞杆4的运动而向另一侧(齿条轴2一侧)移动的第二限制部分64b；设置在外夹持环的另一端上，用以夹持缓和与齿条轴2的一端接触时的冲击的弹性套65的夹持面64c。此外，在外夹持环64的另一端，还设有夹在上述包套8的基端的端面和设在齿条外壳10的内表面上的台阶部分之间，防止它移动的凸台64d，以及设置在相对的一端的外表面上与上述缸筒5的基端配合并支承着它的嵌入面64e。
如图1和2所示，导向环61的一端有凸缘61a，该凸缘处在内夹持环62的凹台62b内，一侧与端面62d相对，另一侧与限制部分64b接触；上述凸缘61a与上述凹台62b的端面62d之间的间隔H1，大于上述导向环61另一端的端面61b与上述第一限制部分62c之间的间隔H2。
此外，导向环61还有横贯全长的切槽61c，当要嵌入上述内夹持环62的嵌入面62a中时，该切槽能够让导向环的直径弹性地缩小。因此，导向环61在借助于弹力恢复原状时，能吸收加工误差，被夹持在上述嵌入面62a上，并且由于与上述活塞杆4之间的接触阻力而随着活塞杆4的运动作往复运动。
此外，上述外夹持环64的第二限制部分64b设置在沿上述导向环61内表面的径向的外部，所以，从另一端插入外夹持环64内部的筒状工具就不会受到第二限制部分64b的阻碍，能够与导向环61的一端的端面61d接触。
此外，如图4所示的动力转向装置，当从外部向活塞4a两侧的用液压密封住的油室5a、5b输入压力油时，由于在活塞4a的两端所产生的压力差，推动上述活塞杆4沿着它的轴线方向运动，于是，便在连接在该活塞杆4的基端上的齿条轴2上施加了沿轴向的移动力。
活塞4a两侧的油室5a、5b，通过一对连接在包套8上，隔开的距离大于活塞4a的行程的输油管15、15，与设在上述齿轮箱3外部的一对油泵16、16连通。在齿轮箱3中，随着方向盘的转动，进行着与施加在上述小齿轮轴1上的转向扭矩相对应的进油和排油动作。并且，在上述油泵16、16中，各自在内部安装有公知的液压控制阀。从油泵16、16中输出的压力油通过输油管15、15送入缸筒5的油室5a、5b内，因此而产生的油压便加在齿条轴2上，成为上述的转向的辅助力。
具有上述结构的中央输出式动力转向装置的支承件6，把导向环61嵌入内夹持环62的嵌入面62a中，在该内夹持环62和密封部件63嵌入外夹持环64的嵌入面64a中的状态下，把外夹持环64插入包套8基端的内部，再把包套8的基端压入齿条外壳10前端的内表面中，夹持并固定外夹持环64的凸缘部分64d。
在嵌入上述导向环61时，由于在内夹持环62上设有第一限制部分62c，在外夹持环64上设有第二限制部分64b，所以不必让导向环61的直径缩小也能够从内夹持环62的一端把导向环插入嵌入面62a中，使得导向环61能很容易地插入内夹持环62中，提高了内夹持环62的装配工艺性能。
此外，本发明实施例的动力转向装置，随着方向盘的操作，小齿轮轴1转动，通过该小齿轮轴1上的小齿轮和齿条上的齿，使得齿条轴2向着车身的左右方向运动的同时，与施加在小齿轮轴1上的转向扭矩相对应，从液压控制阀通过输油管15、15向活塞4a两侧的油室5a、5b中输入(或输出)压力油，由于上述压力油的输入或输出，便在齿条轴2上产生了液压压力，使得齿条轴2与活塞杆4一起作往复运动。
由于以上所述的往复运动，上述缸筒5和齿条外壳10内的灰尘之类的异物，以及活塞杆4的伤痕，便会在支承件6的密封部件63上形成划伤，液压油就会从密封部件63的伤痕处泄漏出来。此时，因为在导向环61的一端有对着内夹持环62的端面62d和第二限制部分64b的凸起61a，在外夹持环64上，在对着导向环61的内表面的径向向外的位置上设有对着上述凸起61a的第二限制部分64b，所以能够在导向环61一端的端面61d上施加长度方向的力，如果从缸筒5的基端向缸筒5内伸进圆筒形的工具，时该工具与上述导向环61一端的端面61d接触，然后打击该工具，就能使内夹持环62移动。
更具体的说，例如，从包套8中取出塞头7，从该包套8的前端向缸筒5中插入套筒扳手之类的工具，从活塞杆4上卸下活塞4a，再从齿条轴2上卸下支架12，再松开安装着螺钉14，把齿条外壳10从齿轮箱3上卸下来，拉动齿条外壳10，就能把活塞杆4从支承件6和缸筒5中拔出来。此时，由于在齿条外壳10内只安装了支承件6，所以从齿条外壳10的基端插入圆筒形的工具，就能使该工具的前端与设有导向环61的凸起61a的一端的端面61d接触，在此状态下打击工具，就能通过导向环61使内夹持环62和密封部件63移动，就能只更换上述密封部件63，从而能降低维修费用。
此外，在上述活塞杆4运动时，为该活塞杆4导向的导向环61由于与活塞杆4之间的接触而产生的阻力，受到了长度方向的力，但是，因为在导向环61的凸起61a与内夹持环62一端的端面62d之间的间隔H1，大于导向环61的另一端的端面61b与第一限制部分62c之间的间隔H2，所以当导向环61随着活塞杆4的运动在长度方向移动时，，便如图1和图2(a)所示，凸起61a将与第二限制部分64b接触，其移动受到了限制。
此外，当向另一侧移动时，便如图2(b)所示，导向环61另一端的端面61b将与第一限制部分62c接触，也限制了它的移动。这样，凸起61a只在导向环61向一侧移动时才与限制部分接触到，使得作用在凸起61a的基部的应力为单向变化的应力，从而提高了导向环61的寿命。
以上所描述的实施例中，在导向环61上设置了切槽61c，但，这种切槽61c并不是必需的。
如上所述，按照本发明，导向环不需要缩小直径就能够很容易地装入内夹持环中，提高了内夹持环的装配作业的效率，而且，在导向环一端的端面上施加长度方向的力，就能使内夹持环移动，所以，当与该内夹持环一起插入安装在外夹持环中的密封部件发生泄漏时，就可以只更换上述密封部件，降低了维修费用。更进一步，由于在导向环的基部上所作用的应力是单向变化的应力，所以导向环的寿命也提高了。
权利要求
1．一种齿条一齿轮式转向装置，它设有活塞杆和在齿条轴上增加辅助力的液压缸，活塞杆连接在随着转向操作而向车身的左右方向移动的齿条轴的一个端部上，液压缸具有为上述活塞杆上的活塞导向的缸筒，和在上述缸筒上支承着上述活塞杆的中间部分的支承件；上述支承件由能让上述活塞杆穿过并为其导向的导向环，嵌入并固定该导向环的内夹持环，以及嵌入并固定该内夹持环的外夹持环；在上述导向环的两端，在上述内夹持环和外夹持环上设置了限制上述导向环移动的第一限制部分和第二限制部分；其特征在于，上述导向环具有从其一端向外凸出的，与上述内夹持环一端的端面和第二限制部分相对的凸起，该凸起与上述端面之间的间隔，比上述导向环另一端的端面与上述第一限制部分之间的间隔大，与上述凸起相对的上述第二限制部分设置在与上述导向环的内表面相对的径向向外的位置上。
全文摘要
本发明的目的是提供一种能使导向环易于插入内夹持环中,而且,能使内夹持环移动,并且能提高导向环寿命的齿条－齿轮式转向装置。本发明的技术方案为:在导向环的一端设置凸起,在内夹持环上设置第一限制部分,在外夹持环上设置了第二限制部分,借助于导向环一端的端面上能施加沿着长度方向的力,使得导向环能够很容易插入内夹持环中,而且,还能通过导向环使内夹持环移动,此外,把上述凸起与内夹持环一端的端面之间的间隔做得比导向环的另一端的端面与第一限制部分之间的间隔大,从而防止了由于导向环随着活塞杆的移动而作往复运动的时候所产生的应力使上述凸起发生破裂。
文档编号B62D5/20GK1225321SQ9910018
公开日1999年8月11日 申请日期1999年1月15日 优先权日1998年1月19日
发明者源升 申请人:光洋精工株式会社