动力转向装置的制作方法

专利名称：动力转向装置的制作方法
技术领域：
0001本发明涉及液压动力转向装置，并且尤其涉及用于大型机
动车辆的液压动力转向装置。
背景技术：
0002日本专利申请第一公报No. 2007-168674公开了一种动力 转向装置，该动力转向装置包括由设在输入轴的外周侧上的内阀和设 在输出轴的内周侧上的外阀组成的控制阀。控制阀操作以分配工作油， 从而产生左侧助力转向作用力和右侧助力转向作用力。在所述输出轴 的外圆周上布置有滚珠轴承并且所述滚珠轴承支撑输出轴抵抗沿径向 和插入方向施加到输出轴上的负载。

发明内容
00031但是，在上述传统技术中，控制阀和滚珠轴承布置在输出 轴位于方向盘一侧的端部处。由于该布置，输出轴布置在滚珠轴承的 滚珠、端部的内周表面和端部的尖端表面之间的一部分缺乏厚度并且 因此强度减小。当力沿输出轴的轴向方向作用到输出轴上以借此引起 沿插入方向施加到滚珠轴承上的载荷时，输出轴的该部分变成最脆弱 的部分，并且因此不能保证控制阀的强度。
0004解决在传统技术中的上迷问题并提供能保证控制阀的必 要强度的动力装置是本发明的目标。如图5所示，滚珠轴承100的中心在延伸穿过滚珠110的 中心Oe的轴线y的方向上位于沿着与轴线x的方向，即输出轴60的 径向方向平行的方向延伸的线L2上。另一方面，第二阀槽部分621 在轴线y的方向上的的大致中心位于线Ll上，所述线Ll平行于在轴 线y的方向上与Ll间隔开的L2延伸。从而滚珠轴承100的中心与第 二阀槽部分621的大致中心在轴线y的正方向上偏移。由于滚珠轴承 100的该偏移布置，内圏120的滚珠滚道部分121与第二阀槽部分621 在轴线y的正方向上偏移。从而，增加滚珠滚道部分121和第二阀槽 部分621之间在轴线y的方向，即在外阀620的轴向方向上的最小距 离是可能的。这导致第二阀槽部分621在轴线x的方向，即外阀620 的径向方向上的深度的增加。
[00321当定义延伸通过滚珠110的中心OB并向着滚珠轴承100 的径向内部在轴线y的正方向上相对于线L2倾斜45。的虚构的线K 时，如图5所示凸起62布置成使得沿着轴线y的正方向凸起超过虚构 线K。也就是说，外阀620的凸起62相对于虚构线K布置在轴线y 的正方向一侧，即在方向盘一侧。因此，当在图5中观察时，相对于 虚构线K输出轴60的材料仍存在于轴线y的正方向一侧。
[0033如果在轴线y上的力F被施加到输出轴60上，则力F被 分解为沿分别相对于轴线x和轴线y倾斜45。的方向通过滚珠轴承100 作用到滚珠轴承100的内圏120上的单独的分力。力F的分力在轴线 y的正方向上沿着虚构线K作用。力F的分力在轴线y的负方向上沿 着垂直于虚构线K延伸的线作用。
[0034这里，假定不设有外阀620 (输出轴60)的凸起62并且 如图5所示外阀620在轴线y的正方向上的的轴向端部61的位置在轴 线y的负方向上与轴向端部61偏移，轴向端部61穿过虚构线K。在 这种情况下，当在图5中观察时，轴向端部61，即轴向端表面61，和 虛构线K之间的距离与轴向端部61即轴向端表面61和虛构线K之间 的距离相比减小了，所述虚构线K在不i殳有外阀620的凸起62的实
施例中。当在图5中观察时在虚构线K上延伸的外阀620的一部分对 于作用到外阀620 (内圏120)上的力F变成外阀620最脆弱的部分， 具体地，内圏120最脆弱的部分。
[00351在该实施例中，提供有凸起62，当在图5中观察时防止了 外阀在轴线y的正方向上的的轴向端部61穿过虚构线K。外阀 620最脆弱的部分位于在位于轴线y的正方向一侧，即在方向盘一侧 的轴向端部61和第二阀槽部分621之间延伸的内周区域和在滚珠轴承 100的内圓周上的内圏120之间。即，外阀620最脆弱的部分布置在 上述内周区域和内圏120的滚珠滚道部分121之间。因此，在该实施 例中，当在图5中观察时，轴向端部61，即轴向端表面61和虚构线 K之间的距离与在不设有凸起62的情况下相比增加了。这引起外阀 620最脆弱的部分的强度增强以从而减少外阀620中破裂或裂缝的发 生。
0036此外，在该实施例中，第二阀槽部分621中的每个沿着轴 线x的方向取的横截面面积在图5所示的、延伸通过第二阀槽部分621 在轴线y的方向上的大致中心线Ll上最大，并向着第二阀槽部分621 在轴线y的方向上的相对端部逐渐减小。此外，如图5所示外阀620 的排流通道420形成以对着第二阀槽部分621在轴线y的方向上的、 位于线Ll上的大致中心开口。因此，排流通道420对着第二阀槽部 分621的某区域开口，用于减少由于背压的压力降低，在第二阀槽部 分621的所述区域中第二阀槽部分621的横截面积最大。
[00371此外，在该实施例中，第一阀槽部分611中的每个沿着轴 线x的方向取的横截面面积在图5所示的、延伸通过第一阀槽部分611 在轴线y的方向上的大致中心的线Ll上最大，并向着第二阀槽部分 621在轴线y的方向上的相对端部逐渐减小。销插入孔41沿着输入轴 40的径向方向对准线Ll延伸。因此，销插入孔41在输入轴40的径 向方向上的长度减小了 ，并且销插入孔41对着第一阀槽部分611的底 部开口。利用这种布置，能使形成销插入孔41的操作容易。
[0038实施例的效果J (1)外阀620最脆弱的部分布置在内周区域和在滚珠轴承100的 内圆周上的内圏120之间，所述内周区域在位于方向盘一侧、即图5 中的轴线y的正方向一侧的轴向端部61和第二阀槽部分621之间延 伸。从而，外阀620形成，从而防止了最脆弱的部分穿过轴向端部61 和第二阀槽部分621。也就是说，外阀620的材料在外阀620的轴向 方向上出现在外阀620最脆弱的部分之外。利用外阀620最脆弱部分 的布置，滚珠轴承100的滚珠110和外阀620在外阀620的轴向方向， 即图5中轴线y的正方向上在方向盘一侧的轴向端部(轴向端表面61) 之间的距离增加了以借此增强外阀620的强度和减少外阀620中由沿 轴向方向作用在输出轴60上的力引起的破裂或裂缝的发生。[0039(2)当在图5中观察时，滚珠轴承100的内圏120在轴 线y方向上的、布置在线L2上的中心的位置与外阀620的第二阀槽 部分621中的每个的在轴线y方向上的、布置在线Ll上的大致中心 沿着轴线y的正方向，即向着方向盘的一侧偏移。利用偏移布置，内 圏120的滚珠滚道部分121在轴线y的方向上的中心的位置与第二阀 槽部分621在轴线y的方向上的大致中心沿着轴线y的正方向偏移。 因此，能增加滚珠滚道部分121和第二阀槽部分621之间在轴线y的 方向，即输出轴60的轴向方向上的距离以增加在轴线x的方向，即输 出轴60的径向方向上的深度。0040(3)第二阀槽部分621中的每个的横截面面积在第二阀 槽部分621在轴线y的方向上的、布置在图5所示的线Ll上的大致 中心处最大，并向着第二阀槽部分621在轴线y的方向上的相对端部 逐渐减小。外阀620的排流通道420形成在外阀620中以对着第二阀 槽部分621在轴线y方向上的大致中心开口 ，所述排流通道420允许 工作流体从第二阀槽部分621排到第一壳体10的外部。因此，排流通 道420对着第二阀槽部分621的某区域开口，在第二阀槽部分621的 所述区域中第二阀槽部分621的横截面积最大。从而，能减小由于背 压的压力降低。[0041(4 )使输入轴40和扭杆50彼此连接的销部件80压配合
到沿着输入轴40和扭杆50的径向方向分别在输入轴40和扭杆50中 形成的销插入孔41和51中。形成在输入轴40中的销插入孔41对着 在输入轴40的径向方向上彼此直径相对的两个第一阀槽部分611开 口。利用销部件80和销插入孔41和51的这种布置，分别地形成用于 销部件80的安装空间是不必要的，从而服务于实现动力转向装置1 在轴向方向上的尺寸减小。[0042j (5)第一阀槽部分611中的每个的横截面面积在第一阀 槽部分611在轴线y的方向上的、布置在图5所示的线Ll上的大致 中心处最大，并向着第一阀槽部分611在轴线y的方向上的相对端部 逐渐减小。形成在输入轴40中的销插入孔41布置在延伸通过第一阀 槽部分611在轴线y的方向上的大致中心的线Ll上。利用第一阀槽 部分611和销插入孔41的这种布置，能减小销插入孔41在轴线x的 方向，即输入轴40的径向方向上的长度。此外，销插入孔41对着第 一阀槽部分611的底部开口，从而服务于使形成销插入孔41的操作容 易。0043(6)销部件80布置成其中一个端部与第二阀槽部分621 中的一个相对，外阀620的排流通道420在第二阀槽部分621中的所 述一个中开口。通常地销插入孔41不经受泵排流压力，但是经受储存 容器压力。因此，能避免工作流体从销插入孔41中泄漏。[00441 (7)形成在第一壳体10中并与外阀620的排流通道420 连接的排流通道410布置成与排流通道420基本上直线对准。也就是 说，第一壳体10的排流通道410和外阀620的排流通道420基本上布 置在

图1中示出的相同的线4-4上，所述线4-4垂直于输出轴60的轴 向方向延伸。利用排流通道410和420的这种布置，能抑制排流通道 410和420中的压力下降。00451 ( 8)滚动轴承200沿图5示出的轴线x的方向，即输入 轴40和输出轴60的径向方向布置在输入轴40和外阀620之间，即在 输入轴40和输出轴60之间，并且沿图5示出的轴线y的方向，即输 入轴40和输出轴60的轴向方向布置在第一阀槽部分611和第二阀槽
部分621的两侧上。利用滚动轴承200的该布置，能实现输入轴40 和输出轴60之间的平滑相对转动，即内阀610和外阀620之间的平滑 转动。
[00461 ( 9 )滚动轴承200布置在向着方向盘一侧，即沿图5示 出的轴线y的正方向与滚珠轴承100偏移的位置处。此外，滚动轴承 200沿输出轴60的轴向方向，即轴线y的方向布置在滚珠轴承IOO相 对的两侧上。利用滚动轴承200的该布置，能防止外阀620在其转动 中经受由于压力的变形。
[0047(10)如图5所示，凸起62布置在外阀620的布置在方 向盘的一侧，即在轴线y的正方向的一侧的轴向端部上。凸起62向着 方向盘一侧凸起超过图5中示出的虛构线K，所述虚构线K延伸通过 滚珠轴承110的滚珠110中的每个的中心并且向着滚珠轴承110的径 向内侧，即输出轴60的径向内侧方向倾斜，相对于输出轴60的轴向 方向倾斜45°。外阀620的如图5所示的虛构线K上延伸的一部分是 最脆弱的部分，所述最脆弱的部分倾向于经受破裂或裂缝。提供有向 着方向盘的一侧凸起超过虛构线K的凸起62，保证外阀620在沿着虛 构线K取的横截面内的足够的厚度是可能的，破裂或裂缝倾向于沿着 所述虛构线K发生。
[0048J本申请是基于先前的于2007年9月18日提交的日本专利 申请NO. 2007-240434。日本专利申请NO. 2007-240434的全部内容通 过参考包含于此。
[0049尽管已经通过参考本发明的某实施例描述了本发明，但是 本发明不被限制到上面描述的实施例。本领域的技术人员根据上面的 技术将会想到上面描述的实施例的进一步的修改和变型。参考下面的 权利要求限定本发明的范围。
权利要求
1. 一种用于车辆的动力转向装置，所述动力转向装置具有方向盘和可转向车轮，所述动力转向装置包括壳体(10，20)；输入轴(40)，所述输入轴(40)布置在所述壳体上，所述输入轴适于连接至所述方向盘；扭杆(50)，所述扭杆(50)与所述输入轴连接；输出轴(60)，所述输出轴(60)与所述扭杆连接并与用于使可转向车轮转向的输出组件(30)相联；内阀(610)，所述内阀(610)布置在输入轴(40)的外圆周上，所述内阀包括多个形成在所述输入轴的外周表面上沿着所述输入轴的周向方向彼此间隔开的第一阀槽部分(611)；外阀(620)，所述外阀(620)布置在输出轴(60)上并且在所述内阀(610)的径向外侧上，所述外阀包括多个形成在所述输出轴的内周表面上沿着所述输出轴的周向方向彼此间隔开的第二阀槽部分(621)，所述外阀可相对于内阀转动；以及滚珠轴承(100)，所述滚珠轴承(100)包括与外阀(620)和对着所述外阀的外周表面开口的滚珠滚道部分(121)整体地形成的内圈(120)、与所述内圈径向相对地布置在所述壳体内的外圈(130)和在所述内圈和所述外圈之间插入的多个滚珠(110)，其中所述外阀(620)包括布置在所述外阀的内圆周区域和所述滚珠轴承(100)的内圆周上的所述内圈(120)之间的最脆弱的部分，所述外阀的所述内周区域在所述外阀在方向盘一侧的轴向端部(61)和所述第二阀槽部分(621)之间延伸。
2. 根据权利要求1所述的动力转向装置，其中所述滚珠轴承(100) 在所述输出轴(60)的轴向方向上的中心定位成沿着所述输出轴的轴 向方向从所述第二阀槽部分(621)种的每个的大致中心偏移。
3. 根据权利要求l所述的动力转向装置，其中所述第二阀槽部分 (621 )中的每个的横截面面积在所述第二阀槽部分在所述输出轴(60) 的轴向方向上的大致中心处最大，并向着所述第二阀槽部分在所述输 出轴的轴向方向上的相对端部逐渐减小，所述外阀(620)还包括允许 工作流体从所述第二阀槽部分的一侧排到所述壳体的外部的排流通道 (420 )，并且所述排流通道(420 )对着所述第二阀槽部分在所述输出 轴的轴向方向上的大致中心开口 。
4. 根据权利要求1所述的动力转向装置，还包括使所述输入轴 (40)和所述扭杆(50)彼此连接的销部件(80)，所述销部件压配合 到分别沿着所述输入轴和所述扭杆的径向方向在所述输入轴(40)和 所述扭杆(50)中形成的销插入孔(41， 51)中，形成在所述输入轴 中的所述销插入孔(41)对着在所述输入轴的径向方向上彼此直径相 对的所述第一阀槽部分(611)开口。
5. 根据权利要求4所述的动力转向装置，其中所述第一阀槽部分 (611)中的每个的横截面面积在所述第一阀槽部分在所述输入轴(40 ) 的轴向方向上的大致中心处最大，并向着所述第一阀槽部分在所述输 入轴的轴向方向上的相对端部逐渐减小，并且形成在所迷输入轴中的 所述销插入孔(41)延伸通过所述第一阀槽部分(611)在所述输入轴 的轴向方向上的大致中心。
6. 根据权利要求5所述的动力转向装置，其中所述外阀(620) 还包括允许工作流体从所述笫二阀槽部分(621)的一侧排到所述壳体 (10)的外部的排流通道(420)，并且所述销部件(80)布置成使得所 述销部件(80)的一个端部与所述排流通道(420)在其中开口的所述 第二阀槽部分(621)中的一个相对。
7. 根据权利要求6所述的动力转向装置，其中所述壳体(IO, 20) 包括形成在所述壳体中并与所述外阀(620)的所迷排流通道(420) 连接的排流通道(410)，所述壳体的所述排流通道(410)与所述外阀 的所述排流通道(420)基本上直线对准地布置。
8. 根据权利要求1所述的动力转向装置，还包括沿所述输入轴和 所述输出轴(60 )的径向方向布置在所述输入轴(40 )和所述外阀(620 )之间的滚动轴承(200 )，并且所述滚动轴承(200)沿所述输入轴和所 述输出轴的轴向方向布置在所述第一阀槽部分(611 )和所述第二阀槽 部分(621 )的两侧上。
9. 根据权利要求8所述的动力转向装置，其中所述滚动轴承包括 布置在从与所述滚珠轴承(100)向着所述方向盘一侧偏移的位置上的 滚动轴承(200 )。
10. —种用于车辆的动力转向装置，所述动力转向装置具有方向 盘和可转向车轮，所述动力转向装置包括壳体(10， 20);输入轴(40)，所述输入轴(40)布置在所述壳体上，所述输入轴 适于连接至所述方向盘；扭杆(50)，所述扭杆(50)具有一个与所述输入轴连接的轴向端部；输出轴(60)，所述输出轴(60)在所述输出轴的一个轴向端部的 一侧与所述扭杆的另一个轴向端部连接并与用于使可转向车轮转向的 输出组件(30)相联；内阀(610)，所述内阀(610)布置在所述输入轴(40)的外圆周 上，所述内阀包括多个形成在所述输入轴的外周表面上沿着所述输入 轴的周向方向彼此间隔开的第一阀槽部分(611);外阀(620),所迷外阀(620)布置在输出轴(60)上并且在所述 内阀(610)的径向外侧上，所述外阀包括多个形成在所述输出轴的内 周表面上沿着所述输出轴的周向方向彼此间隔开的第二阀槽部分 (621)，所述外阀可相对于内阀转动；滚珠轴承(100)，所述滚珠轴承(100)包括与外阀(620)和对 着所述外阀的外周表面开口的滚珠滚道部分(121)整体地形成的内圏 (120)、与所述内團径向相对地布置在所述壳体内的外圈(130)和在 所迷内圏和所述外圏之间插入的多个滚珠(110);以及凸起(62 )，所述凸起(62 )布置在所述外阀(62 )的布置在方向 盘一侧的轴向端部上；其中所述凸起(62)向着方向盘一侧凸起超过虛构线(K)，所述并向着所述滚珠轴承的径向内侧相对于所述输出轴(60)的轴向方向 倾斜45°。
11. 根据权利要求10所述的动力转向装置，其中所述内圏(120) 的所述滚珠滚道部分(121)在所述输出轴(60)的轴向方向上的中心 定位成沿着所述输出轴(60)的轴向方向从所述第二阀槽部分(621) 中的每个的大致中心偏移。
12. 根据权利要求10所述的动力转向装置，其中所述第二阀槽部 分(621)中的每个的横截面面积在所述第二阀槽部分在所述输出轴 (60)的轴向方向上的大致中心处最大，并向着所述第二阀槽部分在所 述输出轴的轴向方向上的相对端部逐渐减小，所述外阀(620)还包括 允许工作流体从所述第二阀槽部分(621)的一侧排到所述壳体(10) 的外部的排流通道(420)，并且所述排流通道对着所述第二阀槽部分 (621)在所迷输出轴的轴向方向上的大致中心开口 。
13. 根据权利要求10所述的动力转向装置，还包括使所述输入轴 (40)和所述扭杆(50)彼此连接的销部件(80)，所述销部件压配合 到分别沿着所述输入轴和所述扭杆的径向方向在所述输入轴(40)和 所述扭杆(50)中形成的销插入孔(41， 51)中，形成在所述输入轴 中的所述销插入孔(41)对着在所述输入轴的径向方向上彼此直径相 对的所述第一阀槽部分(611)开口。
14. 根据权利要求13所述的动力转向装置，其中所述第一阀槽部 分(611)中的每个的横截面面积在所述第一阀槽部分在所述输入轴 (40)的轴向方向上的大致中心处最大，并向着所述第一阀槽部分在所 述输入轴的轴向方向上的相对端部逐渐减小，并且形成在所述输入轴 中的所述销插入孔(41)延伸通过所述第一阀槽部分(611)在所述输 入轴的轴向方向上的大致中心。
15. 根据权利要求14所述的动力转向装置，其中所述外阀(620) 还包括允许工作流体从所述第二阀槽部分(621)的一侧排到所述第一壳体(10)的外部的排流通道(420 )，并且所述销部件(80)布置成 使得所述销部件(80)的一个端部与所述排流通道(420 )在其中开口 的所述第二阀槽部分(621)中的一个相对。
16. 根据权利要求IO所述的动力转向装置，还包括沿所述输入轴 和所述输出轴(60)的径向方向布置在所述输入轴(40)和所述外阀(620) 之间的滚动轴承(200)，并且所述滚动轴承(200)沿所述输入 轴和所述输出轴的轴向方向布置在所述第一阀槽部分(611)和所述第 二阀槽部分(621 )的两侧。
17. 根据权利要求16所述的动力转向装置，其中所述滚动轴承 (200)沿所述输入轴和输出轴(60)的轴向方向布置在所述滚珠轴承 (100)的相对侧面上。
18. —种用于车辆的动力转向装置，所述动力转向装置具有方向 盘和可转向车轮，所述动力转向装置包括壳体(10， 20);输入轴(40)，所述输入轴(40)布置在所述壳体上，所述输入轴 适于连接至所述方向盘；扭杆(50),所述扭杆(50)与所述输入轴连接；输出轴(60)，所述输出轴(60)与所述扭杆连接并与用于使可转 向车轮转向的输出组件(30)相联；内阀(610)，所述内阀(610)布置在所述输入轴(40)的外圓周 上，所述内阀包括多个形成在所述输入轴的外周表面上沿着所述输入 轴的周向方向彼此间隔开的第一阀槽部分(611);外阀(620)，所迷外阀(620)布置在输出轴(60)上并且在所述 内阀(610)的径向外侧上，所述外阀包括多个形成在所述输出轴的内 周表面上沿着所述输出轴的周向方向彼此间隔开的第二阀槽部分(621) ，所述外阀可相对于内阀转动；滚珠轴承(IOO)，所述滚珠轴承(IOO)包括与所述外阀(620) 和对着所述外阀的外周表面开口的滚珠滚道部分(121)整体地形成的 内圈(120)、与所述内圏径向相对地布置在所述壳体内的外圏(130) 和在所述内圏和所述外圏之间插入的多个滚珠(110);活塞(70)，所述活塞容纳在所迷壳体中，所述活塞将所述壳体的 内部空间划分成第一液压室(21)和第二液压室(22);滚珠丝杠才几构(60a)，所述滚珠丝杠才几构(60a)动作以将输出轴 (60)的转动转变成所迷活塞(70)的轴向运动；运动传递4几构(31， 71)，所述运动传递4几构(31， 71)将所述活 塞(70)的轴向运动传递到可转向车轮；以及凸起(62)，所述凸起(62)布置在所述外阀(62)的布置在方向 盘一侧的轴向端部上；其中所述第一阀槽部分(611)和所述第二阀槽部分(621)通过 所述输入轴(40)和所述输出轴(60)的相对转动而动作，以将从外 部液压源供给的工作流体选择性地引到所述第一液压室(21)和所述 第二液压室(22)，并且其中所述凸起(62)向着方向盘一侧凸起超过虛构线(K)，所述 虛构线延伸经过所述滚珠轴承的所述滚珠(110 )中的每个的中心(Ob ) 并向着所述滚珠轴承的径向内侧相对于所述输出轴(60)的轴向方向 倾斜45。。
19. 根据权利要求18所述的动力转向装置，其中还包括沿所述输 入轴和所述输出轴(60)的径向方向布置在所述输入轴(40)和所述 外阀(620)之间的滚动轴承(200)，并且所述滚动轴承(200)沿所 述输入轴和所述输出轴的轴向方向布置在所述第一阀槽部分(611)和 所述第二阀槽部分(621)的两侧。
20. 根据权利要求19所述的动力转向装置，其中所述滚动轴承 (200)沿所述输出轴(60)的径向方向布置在所述滚珠轴承(100)的 相对侧面上。
全文摘要
一种动力转向装置，所述动力转向装置包括壳体、输入轴、通过扭杆与所述输入轴连接的输出轴、包括形成在所述输入轴的外周表面上的第一阀槽部分的内阀、包括形成在所述输出轴的内周表面上的第二阀槽部分的外阀和包括与所述外阀整体地形成的内圈的滚珠轴承。所述外阀包括布置在所述外阀的内周区域和在所述滚珠轴承的内圆周上的所述内圈之间，所述外阀的所述内周区域在所述外阀在所述方向盘一侧的轴向端部和所述第二阀槽部分之间延伸。
文档编号B62D5/06GK101391621SQ20081014949
公开日2009年3月25日 申请日期2008年9月18日 优先权日2007年9月18日
发明者石川正吾 申请人:株式会社日立制作所