专利名称：转向装置的减震机构的制作方法
相关申请的交叉引用本申请基于2001年6月18日提交的在先日本专利申请No.2001-183792，并且要求它的优先权，其全部内容收入本文作为参考。
通常的减震机构包括一个外管，一个插在外管中的内构件，和一个安装在外管和内构件之间的类似橡胶的弹性体，如在日本专利No.9-72347和No.5-116636中所述。
在减震机构中，从转向齿轮传来的微振动，在弹性体可以形变的范围内被吸收了。当方向盘因转向而旋转时，外管和内构件沿扭转的方向相对移动。只要位移(扭转角度)小，弹性体就沿扭转方向(剪切方向)变形。当施加的扭转超过了预定的扭转角度，一个止动器开始运行，因此在外管和内构件之间传递扭矩。
在通常的减震机构中，弹性体承受剪力。因此，如果弹性体是由橡胶制成的话，出现了耐用性的问题。当降低弹性体的弹性系数来提高对转向齿轮传来的微振动的吸收性时，在正常的转向角度范围内，(当方向盘被操作时)驾驶性能上发生了问题。然而，当弹性体的弹性系数被设高时，从转向齿轮传来的微振动就不能被充分的吸收。
根据本发明的减震机构包括一个外管，一个内构件和一个弹性体。沿轴向延伸的内向凸起部分和凹槽沿周边方向交替地形成在外管内周的多个位置上。沿轴向延伸的外向凸起部分沿周边方向形成在内构件外周的多个位置上。弹性体位于外管和内构件之间。
在本发明的减震机构中，在微小的扭转角度内，弹性体沿外管内向凸起部分和内构件外向凸起部分之间的压缩方向形变，借此吸收微振动。在正常转向角度的范围内，内向凸起部分与外向凸起部分啮合，它们两者共同旋转来传递扭矩。
在本发明中，弹性体优选地包括一个厚壁部分，位于内构件外向凸起部分的一侧与外管的第一内向凸起部分之间，和一个薄壁部分，位于外向凸起部分的另一侧与第二内向凸起部分之间，借此来增加弹性系数，也增加了扭转角度。更优选地在薄壁部分和第二内向凸起部分之间保持一个间隙。间隙允许外管和内构件沿扭转方向相对位移微小的角度。
本发明的其他目的和优点将在下面的描述中阐明，在某种程度上从下文的描述中本发明的目的和优点会很明显，或者通过本发明的实践可以了解到本发明的目的和优点。本发明的目的和优点可以借助于下文具体地指出的方式和及其组合实现和得到。
收入在说明书中并组成说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，结合以上给出的一般说明和下文给出的实施例的详细说明，起解释本发明原理的作用。
图1是根据本发明的实施例的一个具有减震机构的转向装置的侧视图；图2是图1所示的转向装置的减震机构的一个局部剖视的放大侧视图；图3是减震机构沿图2的线F3-F3剖开的截面图；图4是图3中被F4圈起部分的放大图；图5是一幅说明图，显示了扭转角度与图1所示转向装置的减震机构的荷载之间的关系。
图1显示了一个汽车转向装置10。转向装置10包括一个转向轴11，一个公知的方向盘(没有标出)安装在其上，一个圆柱状的转向柱12旋转地支撑转向轴11，和一个轴组件14通过一个万向接头13连接转向轴11。轴组件14在轴组件14纵向中点处有一个减震机构20。
转向柱12的一个端部12a被支撑得使它能绕一个轴心支撑部件21沿箭头A1的方向倾斜。在转向柱12纵向中点12b处设有一个倾斜锁定机构25。倾斜锁定机构25包括一个倾斜托架26，它可以与转向柱12一起沿箭头A1的方向移动；和一个倾斜杆28，它可以在一个把倾斜托架固定在一个车辆基件27上的位置和一个释放倾斜托架的位置之间移动倾斜托架26。
减震机构20的配置如图2-4所示。减震机构20包括一个由金属制成的外管30，一个由金属制成的空心内构件31，和一个由具有橡胶般弹性的材料制成的弹性体32。外管30在它的一个端部30a处有一个万向接头13。外管30还在它的另一端30b处具有一个盖33。
内构件31的形状象一个管子，包括一个要插入到外管30中的部分35，和一个从外管30向外突的部分36。向外突的部分36被连接在一个伸向转向齿轮(没有标出)的轴主体37上。
沿轴X(见图2)方向伸展的第一内向凸起部分41和第二内向凸起部分42，沿周向形成在外管30内周的多个位置上，如图3所示。第二内向凸起部分42的凸起高度H2小于第一内向凸起部分41的凸起高度H1。如图3所示，第一内向凸起部分41和第二内向凸起部分42交替布置，在它们之间沿轴X的方向形成凹槽43。
沿轴X方向伸展的外向凸起部分51，形成在要插进外管30内的内构件31外周多个周边位置上。每个外向凸起部分51各自装配在位于第一内向凸起部分41和第二内向凸起部分42之间的凹槽43中。
一个由橡胶(举例来说，天然橡胶或化工橡胶)、合成橡胶、或者其他相似物制成的弹性体32位于外管30和内构件31之间外管30和内构件31相互重叠的整个部分。弹性体32具有厚壁部分55、薄壁部分56、和连接部分57，如图4所示，在大比例尺的情况下，形状象一个圆柱体，沿图2的轴X方向延伸长度L。
厚壁部分55位于外向凸起部分51的一个侧面51a和第一内向凸起部分41之间。薄壁部分56位于外向凸起部分51的另一个侧面51b和第二内向凸起部分42之间。连接部分57连接着厚壁部分55和薄壁部分56。
弹性体32以这样一种方法成型内构件31的外周覆盖一个模子，弹性体32的材料被填充在模子和内构件31之间，经过硫化处理，从而模制成弹性体32，与此同时，把弹性体32硫化粘接到内构件31的外周上。因此，由于弹性体32被整个粘接到叠加在外管30上的内构件31上，有可能自动化粘接过程以提高生产率。把弹性体32如此粘接在其上的内构件31，与弹性体32一起挤压到外管30中。弹性体32被盖33锁定以防止它从外管30中滑出。
厚壁部分55不留间隙地占据第一内向凸起部分41和外向凸起部分51之间的空间，如图4所示。另一方面，薄壁部分56位于第二内向凸起部分42和外向凸起部分51之间，具有一个间隙G。间隙G允许外管30和内构件31沿扭转的方向相对位移一个非常小的角度。此外，在面对内构件31的第二内向凸起部分42的尖端部分与一个形成在内构件31上的面对尖端部分的凸起部分之间存在另一个间隙。
当弹性体32被硫化粘接到内构件31上时，如在这个实施例中的那样，间隙G位于第二向内凸起部分42和薄壁部分56之间。另一方面，当弹性体32被硫化粘接到外管30时，间隙G位于外向凸起部分51和薄壁部分56之间。
由于减震机构20具有以上的构形，当外管30和内构件31沿扭转方向相对旋转时，弹性体32的厚壁部分55在间隙G的范围内形变，在微小的扭转角度内。因此，在微小角度的范围内得到了小的弹性系数，在图5中用α指代，因此能够有效地吸收微小的振动。
当扭转角度超过了前面所述的微小角度的范围时，间隙G消失了，所以第二内向凸起部分42与薄壁部分56接触，沿扭转方向的扭矩通过内向凸起部分42传递到外向凸起部分51。在这种情况下，因为薄壁部分56沿压缩方向的形变达到了极限，弹性系数加大，在图5中用β指代。换句话说，弹性系数随着扭转角度的增加逐级增加。
顺便提及，第二内向凸起部分42的凸起高度H2小于第一内向凸起部分41的凸起高度H1(H1＞H2)，如上所述。外管30和内构件31之间的弹性体32沿着轴X的方向延伸长度L。
当第二内向凸起部分42的高度H2设置得与第一内向凸起部分41的高度H1相同时，第二内向凸起部分42贴靠在薄壁部分56上的面积增加，所以薄壁部分56甚至具有一个更小的弹性系数，因此整体上具有柔软的性质。换句话说，在图5中用β指代的性质几乎得不到。在这个实施例中，因为第二内向凸起部分42与薄壁部分56的接触面积可以通过减小第二内向凸起部分42的高度H2来尽可能的减少，所以能得到所希望的性质。
在正常转向角度的范围内，因为外管30和内构件31通过第二内向凸起部分42和外向凸起部分51而共同旋转，施加到外管30上的转向力(扭矩)通过内构件31传递到轴主体37。
而且，在减震机构20中，当外管30和内构件31沿扭转方向相对旋转时，弹性体32的厚壁部分55和薄壁部分56沿压缩方向形变，根本不对弹性体32施加剪力。因此，弹性体32不易于退变，借此增加了使用寿命。
而且，在这个实施例的减震机构20中，因为内向凸起部分41、42和外向凸起部分51可以沿轴X的方向无穷小地振动，由于转向装置动力的液压变化而产生的沿轴X方向的微振动可以被弹性体32吸收，其中微振动可以从轴主体37传递到内构件31上。因此，沿着轴X方向的传递到方向盘的微振动和噪音也可以被减小。
可以理解，实施本发明时，本领域的普通技术人员可以对本发明的组件进行各种改变和修改，例如外管、内构件、外管内向凸起部分、内构件外向凸起部分和弹性体，而不脱离本发明的宗旨和范围。
根据实施例，当外管和内构件在一分的扭转角度内相对旋转时，弹性体沿外管内向凸起部分和内构件外向凸起部分之间的压缩方向形变，借此来吸收微振动，并且在正常转向角度的范围内，外管和内构件可以通过内向凸起部分和外向凸起部分来共同旋转。因为弹性体主要沿压缩方向形变，与施加剪力的情况相比可以得到更高的使用寿命。
此外，因为弹性体的厚壁部分在微小扭转角度的范围内偏转，所以弹性系数小，因为外管内向凸起部分和内构件外向凸起部分当扭转角度增加时通过薄壁部分相互啮合，所以弹性系数可以被增加。
另外，因为在间隙的范围内，在微小的扭转角度内，弹性系数可以充分地降低，所以微振动可以被有效地吸收，当扭转角度增加时，间隙消失了，所以，在正常转向角度的范围内，弹性系数增加并且外管和内构件被整合在一起，借此来传递转向扭矩。
本领域的普通人员可以容易地想到其他的优点和改动。因此，本发明在其主要方面不限定于给出的细节和这里描述的代表性的实施例。相应地，对本发明可以做各种修改而不脱离由所附的权利要求限定的一般性发明概念的宗旨和范围。
权利要求
1.一种用于转向装置的减震机构，其特征在于，包括一个外管(30)，它具有内向凸起部分(41，42)和凹槽(43)，它在内周边沿轴向伸展，并且沿周向交替地形成在多个位置上；一个内构件(31)，它被插入到外管(30)中并且具有在外周边上沿轴向伸展的外向凸起部分(51)，并且被装配在沿周向形成在多个位置上的内向凸起部分(41，42)之间的凹槽(43)中；以及一个弹性体(32)，设在外管(30)内向凸起部分(41，42)和内构件(31)的外向凸起部分(51)之间。
2.按照权利要求1的用于转向装置的减震机构，其特征在于，弹性体(32)包括一个厚壁部分(55)，设在内构件(31)的外向凸起部分(51)的一侧与外管(30)的第一内向凸起部分(41)之间；和一个薄壁部分(56)，设在外向凸起部分(51)的另一侧与外管(30)的第二内向凸起部分(42)之间；并且弹性体(32)设置为弹性系数随着外管(30)和内构件(31)之间的相对扭转角度的增加而增加。
3.按照权利要求2的用于转向装置的减震机构，其特征在于一个间隙(G)位于弹性体(32)的薄壁部分(56)与第二内向凸起部分(42)和外向凸起部分(51)两者之一之间。
4.按照权利要求2的用于转向装置的减震机构，其特征在于，第二内向凸起部分(42)的凸起高度小于第一内向凸起部分(41)的凸起高度。
5.按照权利要求2的用于转向装置的减震机构，其特征在于，弹性体(32)还包括一个连接部分(57)来连接厚壁部分(55)和薄壁部分(56)。
全文摘要
一种减震机构(20)包括一个外管(30)和一个内构件(31)。外管(30)具有沿轴向伸展并沿周向交替形成在外管内周的第一内向凸起部分(41)，第二内向凸起部分(42)和凹槽(43)。外向凸起部分(51)沿周向形成在内构件(31)外周的多个位置上。一个弹性体(32)设在外管(30)和内构件(31)之间。弹性体(32)包括厚壁部分(55)和薄壁部分(56)。厚壁部分(55)位于外向凸起部分(51)的一侧(51a)与第一内向凸起部分(41)之间。薄壁部分(56)位于外向凸起部分(51)的另一边(51b)与第二内向凸起部分(42)之间。
文档编号B62D1/16GK1392077SQ0212260
公开日2003年1月22日 申请日期2002年6月18日 优先权日2001年6月18日
发明者本多一秀, 岡本英明, 添田敏美, 南條保雄 申请人:三菱自动车工业株式会社, 水岛冲压工业株式会社