专利名称：齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置，尤其是有关于一种齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置，其能够自动补偿由于齿条齿轮式转向装置的长期使用而在支撑轭所产生的间隙，而不需要单独调整操作。
背景技术：
通常，转向装置是指一种能够依照驾驶员的意向改变车辆行进方向的装置，该转向装置一种可以改变旋转中心的辅助性装置，其中车辆的前轮是以该旋转中心为轴心而转动，从而使得车辆能够沿着驾驶员想去的方向移动。图1是一示意图，表示一种车辆的传统的齿条齿轮式转向装置；以及图2是一侧面剖示图，表示该传统的齿条齿轮式转向装置的一齿轮箱。参照图1所示，该车辆的齿条齿轮式转向装置包括一设置在一驾驶座的方向盘 100、一连接方向盘100的转向轴105、一将该转向轴105固定至一车辆本体(未图示)的转向柱103、一具有一齿条110及一小齿轮120从而将由该转向轴105输入的一旋转力转换为一直线运动的齿轮箱130、一在其相对末端设置有内球形接头145的齿条杆140、一与该内球形接头145的一球体一体形成的连杆150、以及位于该连杆150末端的外球形接头155。 该连杆150是通过该外球形接头145连接至一轮胎160的一支架165上。参考数字170表示一齿条座以容纳该齿条杆140。如图2所示，设置于该传统的齿条齿轮式转向装置中的该齿轮箱130包括一小齿轮轴220、一齿条杆140、一支撑轭230、一弹簧235、一轭部栓塞240及一齿条座170。如上所述，这个齿轮箱130能将由转向轴105 (参见图1)输入的旋转力转换成一直线运动。该小齿轮轴220接受一个来自于与该转向轴105连接的一输入轴210的旋转力， 并且将该旋转力传递至该齿条杆140。此外，该小齿轮轴220是通过一扭杆215连接至该输入轴210。小齿轮120是形成在该小齿轮轴220的末端，并与该齿条杆140的该齿条110 (参见图1)啮合。与该小齿轮轴220相配合的该齿条杆140是被设计成能够将一旋转运动转变成一直线运动。该齿条杆140被制作成一杆状，横穿该车辆的前轮。在该相对的内球形接头145 的一侧，该齿条杆140形成有一齿条110，其中该齿条110是与该小齿轮轴220的小齿轮120 相啮合。此时，该支撑轭230是被设计为能够减小该齿条杆140与该小齿轮轴220之间的间隙，以顺利传递动力。该支撑轭230位于该齿条杆140的后侧，例如该齿条110所在表面相对的一侧。当该支撑轭230被插入形成一圆筒状的该齿条座170中时，该支撑轭230具有一可前后移位的结构。该支撑轭230被制作成一圆柱形，能够在该齿条座170的圆筒中滑动地来回移动， 以及该齿条杆140的前部形成一半圆形槽，以便紧密地与该齿条杆140的后表面接触。这样该支撑轭230的前部会与该齿条杆140的后表面产生一滑动磨擦。为了防止由于这样一种磨擦而造成该齿条杆140磨损及噪音，该支撑轭230通常是由塑胶或其它的比该齿条杆140更软的材料制作而成。为能使得该齿条杆140与该小齿轮轴220紧密接触以有效传递动力，在该支撑轭 230的后侧安装一弹簧235。该弹簧235以一固定压力推动该支撑轭230，使得该支撑轭230 能够与该齿条杆140紧密地接触，以补偿在该齿条杆140与该小齿轮轴220之间所产生的间隙。通常使用一螺旋弹簧作为该弹簧235，其由一轭部栓塞240来支撑。该轭部栓塞240支撑该弹簧235以对该支撑轭230施加一弹力，该轭部栓塞240 大致形成有一公螺纹部，其能够与形成有一母螺纹部的齿条座170相啮合。该轭部栓塞240 在它的后表面设置有一凹部(未图示)，能够插入一扳手。因此，当该轭部栓塞240连结至该齿条座170时或者当在该齿条杆140与该小齿轮轴220之间产生一严重的间隙时，通过利用扳手拧紧该轭部栓塞240能够调节该弹簧235的张力。然而，应当注意的是，由于该转向装置的长期使用，该支撑轭230逐渐朝着该齿条杆140移动，使得该轭部栓塞240与该支撑轭230之间的间隙增加，由于彼此间的振动而产生大的噪音。此外，应当重视的是，即使间隙没有增加，但是当车辆在不平坦的路面行驶时，由于来自于该轮胎160 (参见图1)的反向传递的外部冲击会使得该齿条杆140快速移动，使得该支撑轭230与该轭部栓塞240发生碰撞而产生噪音。
发明内容
因此，本发明已经解决出现在现有技术中的以上问题。本发明的一目的在于提供一种齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置， 能够利用一间隔组件自动补偿由于设置在该齿条齿轮式转向装置上的支撑轭磨损而产生的间隙，而不需要单独的调整操作，其中该间隔组件包括一轴向弹性件、一径向弹性件及若干个与这些弹性件相配合的间隔。为达上述目的，本发明采用如下技术方案提供一种齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置，其包括一中空轭部汽缸、一支撑轭、一间隔组件及一轭部栓塞。该中空轭部汽缸一体形成有一齿条座，且该中空轭部汽缸位于形成在一齿条杆上的一齿条的相对侧。该支撑轭可滑动地插入该中空轭部汽缸内，并且在该支撑轭的一侧形成有一凹槽，以与该齿条杆的外表面相接触。该间隔组件安装在该中空轭部汽缸内并与该支撑轭的另一侧相接触，其中该间隔组件能够沿着轴向和径向张开及缩回。该轭部栓塞连结至该中空轭部汽缸的末端以支撑该间隔组件。此外，依据本发明的另一方面，提供一种齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置，其中该间隔组件包括一第一隔板、一第二隔板、两个或两个以上的楔形件、至少一个轴向弹性件，以及一径向弹性件。该第一隔板设置有一自该第一隔板的一侧面的中心以一直角延伸的凸伸部，以及两个或两个以上的相对于该凸伸部是径向倾斜形成的导引槽。该第二隔板设置有一形成于该第二隔板的一侧面的中心以供该凸伸部穿过的通孔，以及两个或两个以上的相对于该通孔是径向倾斜形成的导引槽。当该第一、第二隔板上的所述导引槽被对应地设置为相互面对面而形成成对时，所述楔形件设置于成对的导引槽之间。所述轴向弹性件沿一轴向方向设置在该第一、第二隔板之间。当所述楔形件径向设置于该第一、第二隔板之间时，该径向弹性件用来封闭及连接所述楔形件的径向外表面。如上所述，相较于现有技术，本发明的效果在于由于该齿条杆与该支撑轭的磨损而产生的间隙能够被自动补偿，并且甚至于当外部冲击被反向传递时，能够消除产生于该支撑轭与该轭部栓塞之间的噪音。
本发明的上述及其它目的、特征和优点从以下的详细描述中并结合附图将更为明显，其中
图1是一示意图，表示一种车辆的传统的齿条齿轮式转向装置； 图2是一侧面剖示图，表示设置在该传统的齿条齿轮式转向装置中的一齿轮箱； 图3是一立体图，表示依据本发明的一种齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置；以及
图4是表现在图3中的一间隔组件的爆炸图及装配图。
具体实施例方式下面将参考附图以说明本发明的典型实施例。在以下描述中，出现在不同附图中的相同元件将以相同参考数字做标示。进一步来讲，在本发明的以下描述中，当对所采用的现有功能和构造进行详细描述而会造成本发明的主题相当不清楚时，将会省略对它们的详细描述。另外，在描述本发明的构件时，此处可以使用像第一、第二、A、B、(a)、(b)或其它类似的术语。但并不是利用这些术语定义一相应构件的本质、次序或顺序，而仅仅是用来使得该相应构件与其它构件区别开来。应当注意的是，如果在说明书中描述一构件是被“连接”、 “连结”或“接合”至另一构件，尽管该第一构件可以是被直接连接、连结或接合至该第二构件上，但还可以有一第三构件是被“连接”、“连结”或“接合”于该第一构件与该第二构件之间。图3是表示依据本发明的一种齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置的立体图，以及图4是表现在图3中的一间隔组件的爆炸图及装配图。参照图3及图4所示，一种齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置300 依据本发明包括一中空轭部汽缸310、一支撑轭320、一间隔组件330及一轭部栓塞340，其中该轭部汽缸310 —体形成有一齿条座170，该轭部汽缸310位于形成在一齿条杆140上的一齿条110 (参见图1)的相对侧。该支撑轭320可滑动地插入该轭部汽缸310内，并且在该支撑轭320的一侧形成有一半圆形凹槽325从而与该齿条杆140的外表面紧密接触。该间隔组件330安装于该轭部汽缸310内，并与该支撑轭320的另一侧相接触，以朝着该齿条杆140推动该支撑轭320，其中该间隔组件330沿着轴向和径向是能张开且能缩回的。该轭部栓塞340与在该轭部汽缸310末端的一螺纹相连结以支撑该间隔组件330，并且该轭部栓塞340形成有一插入孔345，该间隔组件330的一凸伸部331穿过该插入孔345。该支撑轭320是依这样的方式设计的形成于其前部(也即图中所示该轭部栓塞 340的相对侧)的该凹槽325支撑该齿条杆140的后表面。可以在该支撑轭320的该凹槽 325与该齿条杆140之间设置一个用一薄片形成的轭片(未图示)，使得该支撑轭320与该齿条杆140是弹性接触，其能够导引该齿条杆140的轴各运动并同时防止该支撑轭320的该凹槽325磨损。 此外，在该支撑轭320的外表面上还进一步设置有至少一个0形环350，以防止外物介入及由于相邻构件碰撞而产生噪音。该间隔组件330设置在该支撑轭320的后侧，能够以一预定压力推动该支撑轭 320。因此，该支撑轭320能使得该齿条杆140与该小齿轮轴220紧密接触，从而使得该动力能够被有效传递成为可能。详如图4所示，该间隔组件330包括一第一隔板333、一第二隔板336、两个或两个以上的楔形件337、至少一个轴向弹性件338、以及一径向弹性件339。该第一隔板333 设置有一自该第一隔板333其中一侧面的中心以一直角延伸的细长的凸伸部331，以及两个或两个以上的相对于该凸伸部331是径向倾斜形成的导引槽332。该第二隔板336设置有一形成在该第二隔板336其中一侧面的中心的通孔334，以及两个或两个以上的相对于该通孔334是径向倾斜形成的导引槽335。当该第一、第二隔板333、336上各自的导引槽 332,335是对应地以面对面的方式设置而形成成对时，这些楔形件337设置于成对的导引槽332、335之间。该轴向弹性件338是沿一轴向方向设置在该第一、第二隔板333、336之间。当所述楔形件337径向设置于该第一、第二隔板333、336之间时，该径向弹性件339用来封闭及连接所述楔形件337的径向外表面。该第一、第二隔板333、336大体上是板状元件，倾斜形成在他们相互面对的表面上的所述导引槽332、335是以对称与等距的方式被设置。这些间隔可以用塑胶、金属及其它材料形成，更好地是以耐用的钢材形成。每一个所述导引槽332、335均自每一间隔的中间径向延伸，并且均倾斜形成以改变其深度。该第一隔板333设置有一凸伸部331，该凸伸部331是自形成有该导引槽332的一侧面的中心以一直角延伸。该凸伸部331穿过该第二隔板336的通孔334，并且进入该轭部栓塞340的插入孔345。此外，在该凸伸部331末端的外表面上形成有一螺纹部331a，在安装该转向装置时，一螺母(未图示)临时性地与该螺纹部331a连结。在该第一隔板333上， 具有该导引槽332的一表面的相对侧是与该支撑轭320相接触以支撑这些构件。该第二隔板336设置有一通孔334，其形成在具有导引槽334的一侧面的中心。如上所述，该第一隔板333的凸伸部331穿过该通孔334，然后伸入该轭部栓塞340内。在该第二隔板336上，具有该导引槽334的一表面的相对侧是与该轭部栓塞340相接触，以借助该轭部栓塞340支撑。当第一、第二隔板333、336相互面对面设置时，每一楔形件337均被设置在成对的导引槽332、335之间。所述楔形件337可以由塑胶、金属及其它类似的材料制作而成，其形状及尺寸可以依照所述导引槽332、335的形状及尺寸而确定。更好地，每一楔形件337都可以形成有一配合槽337b，当所述楔形件337被径向设置在该第一、第二隔板333、336之间时，用来封闭所述楔形件337的径向外表面的该径向弹性件339组装在该配合槽337b上。至少一个轴向弹性件338是沿一轴向方向被设置在第一、第二隔板333、336之间。 更好地，该轴向弹性件338包括一螺旋弹簧，并且环绕着该第一隔板333的凸伸部331插入。在此处，该轴向弹性件338的外径应当大于形成在该第二隔板336上的该通孔334的内径。可选择地，可以在该第一隔板333的所述导引槽332之间，或者在该第二隔板336的所述导引槽335之间可以分别安置若干个轴向弹性件338。该径向弹性件339是一种弹性材料的环形件，其截面可以是圆形或多边形。如上所述，该径向弹性件339是被安装在形成于所述楔形件337的径向外表面上的配合槽339 内，从而可以将一弹力施加于所述楔形件337上，使得所述楔形件337朝着该第一隔板333 的中心会聚。在该轭部栓塞340的外表面上形成有一公螺纹部，其与该轭部汽缸310上的一母螺纹部相配合。在该轭部栓塞340的后表面上形成有一加工槽(未图示)，所以能够利用一独立工具(未图示)将该轭部栓塞340固定于该轭部汽缸310。此外，在该轭部栓塞340的中心形成有一插入孔345，这样该第一隔板333的凸伸部331能够穿入其中，然后可滑动地移动。下面将描述一种组装依据本发明的齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置330的方法。首先，将一支撑轭320插入一中空的轭部汽缸310内，该轭部汽缸310—体形成有一齿条座170。该支撑轭320自后侧插入，该后侧形成有该轭部汽缸310的一公螺纹并且该后侧被固定以支撑该齿条杆140的后表面。此时，在该支撑轭320的所述凹槽325内能够安装一轭片(未图示)，而且在该支撑轭320的外表面上能够安装至少一 0形环350。然后，组装一间隔组件330。换句话讲，围绕第一隔板333的一凸伸部331插入一轴向弹性件338，并且在每一导引槽332中设置一楔形件337。在这种状态下，该第一隔板 333的凸伸部331穿过第二隔板336的通孔334，从而将该第二隔板336与该第一隔板333 连接起来。此外，该第二隔板336的导引槽335与该第一隔板333的导引槽332相互面对地排列以配成对。接着，一径向弹性件339被安装在所述楔形件337的每一配合槽337b中，该径向弹性件339径向地设置于该第一隔板333与该第二隔板336之间以连接所述楔形件337。像这样安装的该间隔组件330，其凸伸部331插入在一轭部栓塞340的一插入孔 345中。形成在穿入该插入孔345中的该凸伸部331的末端的外表面上的该螺纹部331a是通过一螺母(未图示)固定，从而构成该间隔组件330与该轭部栓塞340的一种临时装置。再然后，由该间隔组件330与该轭部栓塞340形成的该临时装置被插入一轭部汽缸310中，此时该间隔组件330朝内，而该轭部栓塞340则利用一独立工具(未图示)固定至该轭部汽缸310。最后，通过拆除用来临时固定由该间隔组件330与该轭部栓塞340形成的该临时装置的螺母，该间隔组件330被安装在该支撑轭320与该轭部栓塞340之间。下面将描述一种依据本发明齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置330 的操作。 如图3所示，由于当该间隔组件330受到来自于该轭部栓塞340与该支撑轭320 的沿一相反方向的力时，该间隔组件330会对该轭部栓塞340与该支撑轭320施加一个力， 所以各自的构件在开始时会相互紧密接触而不会在相互之间留下间隙。因此，不会因为外部冲击逆向输入至该齿条杆140而产生噪音。在长时间地使用该转向装置之后，形成在该支撑轭320的前部的凹槽325逐渐被磨损，从而在相互之间产生一间隙。因此，该第一隔板333通过该轴向弹性件338的弹力朝着该齿条杆140推动该支撑轭320。同时，该第一隔板333与该第二隔板336分开，这样每一楔形件337都会借助该径向弹性件339的弹力而沿着所述导引槽332、335朝着该第一隔板333的中心会聚。
因此，能够被注意的是，当由于长时间使用而发生磨损时，所述楔形件337能够借助由该径向弹性件339的弹力而沿着第一、第二隔板333、336的所述导引槽332、335朝着该第一隔板333的中心会聚，从而产生沿着一轴向方向的操作力，所以该支撑轭320能够用一固定的力量推动该齿条杆140，以自动补偿相互之间产生的间隙。依据具有如以上结构及形状的本发明，其优点在于能够自动补偿由于该齿条杆与该支撑轭之间磨损而产生的间隙；并且同时，即使逆向输入的该外部冲击经过该齿条杆， 也能够消除在该支撑轭与该轭部栓塞之间所产生的噪音。即使上面描述的本发明一实施例的所有构件是作为一种单独的装置连结，或者是连结后作为一种单独的装置操作，本发明不必要局限于这样的一实施例中。也就是，在这些构件中，一个或一个以上的构件可以被选择性接合而作为一个或一个以上的装置被操作。另外，由于术语，例如“包含”、“包括”及“具有”，表示可以存在一个或一个以上的对应的构件，除非它们被具体地描述成为相反的意思，否则它将被解释为能够包括一个或一个以上其它构件。所有的包含一个或一个以上技术的或科技的术语，如果没有别的定义， 他们都具有与本领域技术人员所通常理解的相同的意思。一个术语，通常性地使用在字典中被定义的那样，但如果它被清楚地定义于本发明的说明中，则该术语应当被解释为它具有等于在一有关描述的内容中的含义，而不应当以一种理想的或过分的正式意思被解释。尽管以上仅为了说明性的目的而描述本发明的较佳实施例，但是熟悉本领域的技术人员应能理解，在不背离本发明的精神和范围内的各种修改、增添和等同替换都是可能的。因此，在本发明中揭示的实施例是想要说明本发明技术思想的范围，而不能用该实施例局限本发明。本发明的范围应当以所附权利要求为基础而做解释，因此被包括在等同于权利要求的范围内的所有的技术思想都属于本发明。
权利要求
1.一种齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置，其特征在于该装置包括有一中空轭部汽缸、一支撑轭、一间隔组件及一轭部栓塞，其中该中空轭部汽缸一体形成有一齿条座，且该中空轭部汽缸位于形成在一齿条杆上的一齿条的相对侧；该支撑轭可滑动地插入该中空轭部汽缸内，并且在该支撑轭的一侧形成有一凹槽，以与该齿条杆的外表面相接触；该间隔组件安装在该中空轭部汽缸内并与该支撑轭的另一侧相接触，其中该间隔组件能够沿着轴向和径向张开及缩回；以及该轭部栓塞连结至该中空轭部汽缸的末端以支撑该间隔组件。
2.如权利要求1所述的齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置，其特征在于该间隔组件包括有一第一隔板、一第二隔板、两个或两个以上的楔形件、至少一个轴向弹性件，以及一径向弹性件，其中该第一隔板设置有一自该第一隔板的一侧面的中心以一直角延伸的凸伸部，以及两个或两个以上的相对于该凸伸部是径向倾斜形成的导引槽； 该第二隔板设置有一形成于该第二隔板的一侧面的中心以供该凸伸部穿过的通孔，以及两个或两个以上的相对于该通孔是径向倾斜形成的导引槽；当该第一、第二隔板上的所述导引槽被对应地设置为相互面对面而形成成对时，所述楔形件设置于成对的导引槽之间；所述轴向弹性件沿一轴向方向设置在该第一、第二隔板之间；以及当所述楔形件径向设置于该第一、第二隔板之间时，该径向弹性件用来封闭及连接所述楔形件的径向外表面；其中该间隔组件设置在该中空轭部汽缸内，该凸伸部朝着该支撑轭的相对侧延伸；以及该轭部栓塞形成有一插入孔，该间隔组件的该凸伸部穿过该插入孔。
3.如权利要求2所述的齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置，其特征在于在该凸伸部的末端的外表面上形成有一螺纹部；以及在安装时，穿过该轭部栓塞的该凸伸部的该螺纹部被临时性地用一螺母固定。
4.如权利要求2所述的齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置，其特征在于所述楔形件形成有一配合槽，用来封闭所述楔形件的径向外表面的该径向弹性件被组装于该配合槽上。
5.如权利要求2所述的齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置，其特征在于所述轴向弹性件包括有一螺旋弹簧。
6.如权利要求2所述的齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置，其特征在于所述轴向弹性件环绕着该第一隔板的该凸伸部插入。
7.如权利要求2所述的齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置，其特征在于该径向弹性件是一种弹性材料的环形件。
8.如权利要求1所述的齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置，其特征在于在该支撑轭的外表面上设置有至少一个0形环。
全文摘要
本发明公开一种齿条齿轮式转向装置的支撑轭自动间隙补偿装置，该装置包括一中空轭部汽缸、一支撑轭、一间隔组件及一轭部栓塞。该中空轭部汽缸一体形成有一齿条座，且该中空轭部汽缸位于形成在一齿条杆上的一齿条的相对侧。该支撑轭可滑动地插入该中空轭部汽缸内，并且在该支撑轭的一侧形成有一凹槽，以与该齿条杆的外表面相接触。该间隔组件安装在该中空轭部汽缸内并与该支撑轭的另一侧相接触。该装置能够自动补偿由于该齿条杆与该支撑轭的磨损而产生的间隙，甚至于当外部冲击被反向传递时，该装置能够消除在该支撑轭与该轭部栓塞之间产生的噪音。
文档编号B62D3/12GK102285371SQ20111013111
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月20日 优先权日2010年6月15日
发明者李昇珍 申请人:万都株式会社