专利名称：转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种把随着转向动作而移动的齿条的中部与转向用的轮子连接起来而形成的中央输出式齿条齿轮式转向装置。
汽车的转向装置的一种形式是齿条齿轮式转向装置，这种装置的结构是把与方向盘联动的齿轮，与沿着车身左右方向延伸的齿条轴的中央部分啮合，把转向时方向盘的旋转动作转换成齿条轴的沿轴线方向的移动，再把这种移动传递给左、右转向轮(通常是前轮)而进行转向的。
这种齿条齿轮式转向装置可以分为两种，一种是把一对与左、右转向轮连接用的拉杆分别连接在齿条轴两端的端部输出式，另一种是把上述拉杆都连接在齿条轴的中央部分的中央输出式。
中央输出式的转向装置，它的连接到左、右转向轮去的拉杆的长度较长，但是它的齿条轴和包围着该齿条轴周围的能够伸缩的保护套的长度却能做得短些。此外，它还有各种构件与转向轮之间的相对位置关系的设计自由度较大的优点，因而被一些保护套的设置受到限制的车种所采用。上述保护套是用合成树脂或橡胶等制成的两端封闭的蛇皮管形状的套子，用以防止齿条轴旋转时有水或其他异物进入。
在以上所述的中央输出式转向装置中，在保护套内部移动的上述齿条轴的中央部分，必须连接一对左、右拉杆。这种连接的方式，如实开昭57-174275和美国专利4,601,602中所示，是把连接在拉杆上的支架通过贯穿上述保护套的安装螺钉安装在齿条轴上来完成的。
在上述支架上有能穿过上述安装螺钉的圆筒形的凸起。该凸起的外圆周，如
图10中的美国专利4,601,602所示，形成了从底面向顶面直径变小的锥面，并在该凸起A的锥面的中部形成了环形的嵌合槽B。
此外，保护套C的贯通部分设有比上述凸起A的外径小的嵌合孔D，把支架E的凸起A的前端用力压过上述嵌合孔，使得该嵌合孔D嵌入嵌合槽B内，这样就提高了对保护套C的嵌合孔D的密封性能，灰尘、水之类的异物就难以从嵌合孔D进入保护套里面去了。
可是，在上述转向装置中，因为只在保护套C的外圆周上开了一个嵌合孔D，所以，当用力把支架E的凸起A压进嵌合孔D中去时，保护套C的嵌合孔D周围便产生弹性变形，向着保护套C的内部呈锥形地弯曲。因此，即使用力把凸起A向嵌合孔D内压进去，也很难把嵌合孔D嵌到嵌合槽B里面去，使得把支架E安装在保护套C上的操作十分困难，存在着费用高的问题。
此外，由于设置在保护套C的外圆周面上的嵌合孔D的直径只是与嵌合槽B的外径相同或者稍大一些，所以，当把上述嵌合孔D嵌入嵌合槽B内时，不能使嵌合孔D压住嵌合槽B的外圆周表面，因此保护套的嵌合孔D这一部分的密封性能还有改进的余地。
本发明的转向装置的结构就是有鉴于此而提出来的，在中央输出式的齿条齿轮式转向装置中，把保护套的嵌合孔做成孔的周围向外凸出的凸出部分，从而能使嵌合孔容易地嵌入嵌合槽里，而且，还能提高保护套的密封性能。
本发明的第一个方面是提供一种转向装置，它把转向用的方向盘，通过具有在外圆周上设有嵌合槽的凸起的安装支架，和穿过上述凸起的安装螺钉，连接在随着转向的操作而移动的齿条轴上，在上述齿条轴的周围，设有两端部密封的，并且具有嵌入上述嵌合槽的嵌合孔的能够伸缩的保护套，其特征在于，上述嵌合孔设置在向外部凸出的凸出部分的顶部上。
本发明的第二个方面是提供一种转向装置，其特征在于，上述凸出部分呈从底部向顶部直径变小的锥形。
在本发明的第一个方面和第二个方面中，由于把嵌合孔设置在向外部凸出部分的顶部，所以当把凸起的顶部压进保护套上的嵌合孔时，在凸起的顶部与嵌合孔接触的状态下，嵌合孔周围的凸出部分在向直径扩大的方向弹性变形的同时，向保护套的内侧弯曲成锥形。
在嵌合孔发生弹性变形的状态下，一当停止凸起的推压，而把凸起向推压相反的方向拉一下，使嵌合孔处在保护套的外侧，此时，再一次推压凸起。此时，嵌合孔周围的凸出部分的弹性变形比第一次推压时的更大了，因为是在容许的弹性变形量减小的状态下重新进行推压，也就是说，从比初期的弹性更硬的状态再进行一次推压，由于这种第二次推压，在上述凸出部分上便发生了突然扩张的现象，由于这一扩张现象，使得凸出部分不再向保护套的内侧弯曲，而向直径扩大的方向发生弹性变形，使嵌合孔牢靠地嵌入嵌合槽内。
这样，借助于对凸起的推压，使保护套的凸出部分分阶段地向着直径扩大的方向发生弹性变形，能够很容易就把嵌合孔嵌入嵌合槽中。从而使得支架装到保护套上去的操作简单易行，还能够降低成本。
而且，因为嵌合孔是设置在凸出部分的顶部的，所以即使把嵌合槽的外径做得比嵌合孔的直径大，在用安装螺钉把支架安装在齿条轴上，而上述凸出部分呈平坦状时，也能够使该凸出部分向直径缩小的方向进行弹性变形，所以就能让嵌合孔压紧上述嵌合槽，简单地就提高了保护套嵌合孔部分的密封性。
下面，参照附图详细说明本发明的实施例。附图中图1是说明把本发明的转向装置的嵌合孔部分嵌入嵌合槽中去的过程的说明图；图2是本发明的转向装置的主要部分的纵断面图；图3是本发明的转向装置的保护套和支架的分解后的断面图；图4表示本发明的转向装置的保护套，其中，(a)是略去一部分之后的纵断面图；(b)是底视图；(c)是正视图；图5是本发明的转向装置的保护套的纵向侧剖视图；图6是本发明的转向装置的齿条轴的底视图；图7是本发明的转向装置的装配断面图；图8是本发明的转向装置的另一个实施例的主要部分的断面图；图9是本发明的转向装置的又一个实施例的主要部分的断面图；图10是作为例子的以往的转向装置的断面图。
如图7所示的齿条齿轮式转向装置是一种中央输出式的转向装置，它具有下列各种部件一端以联动的方式与方向盘连接，另一端装着齿轮(图中未示出)的齿轮轴1；具有与上述齿轮啮合的齿条状的齿(图中未示出)，向着车身左右方向延伸的齿条轴2；设置在该齿条轴2的周围，两端密封的圆筒形的能够伸缩的保护套3；夹在齿条轴2和保护套3中间，支承着齿条轴2和保护套3的齿条壳体4；一个用以保持一对拉杆5、5的底端的支架6；隔开一定的间隔设置在该支架6上的，在外圆周上有嵌合槽61的一对凸起60、60；穿过这一对凸起60、60，能在上述齿条轴2上安装或拆卸下来的安装螺钉7、7。
如图7所示，齿条轴2支承在上述一端封闭的呈圆筒形的齿条壳体4的内部，能向轴线方向自由滑动。此外，在齿条轴2的一个端部上，沿轴线方向隔开一定间隔开设了一对安装上述支架6用的安装孔21、21。如图2所示，这两个安装孔21、21沿齿条轴2的轴线方向倾斜，互相交叉，在孔的开口部分设有平坦的平台22、22。
如图7所示，齿条壳体4的一端是封闭的，另一端是敞开的，形成有底的筒，在其封闭一侧的中部，设有与它相交而且连接的齿轮壳体8，在该齿轮壳体8的内部支承着能绕着轴线自由转动的上述齿轮轴1，当该齿轮轴1转动时，便使得齿条轴2沿着轴线方向滑动。
如图7所示，齿条壳体4的敞开的一侧的中部设有为让上述支架6能相对于齿条壳体4移动用的窗口41，而用上述保护套3盖住形成该窗口41的区域的周围，以防止灰尘、水之类的异物从窗口41进入齿条壳体4的内部。
如图2所示，支架6上有夹持着拉杆5的底端部分的一对夹持板62、63，把夹持板62、63连接起来的连接板64，以及隔开一定间隔固定在一侧夹持板62上的上述一对圆筒形的凸起60、60。在各夹持板62、63上开设了与这两个凸起60、60的中心相对应的通孔65。而且，把上述安装螺钉7插入通孔65和凸起60的中心部分的孔中。如图1所示，凸起60、60从底端向顶端直径逐渐变小，呈锥形，在凸起60、60底端部分的外圆周上开设了环形的嵌合槽61、61。
如图4、5所示，由于保护套3是用带有挠性的合成树脂或橡胶之类制成的，所以它的两端做成蛇皮管式的伸缩部分31、31，并且还有连接这两个伸缩部分31、31的连接筒32，在该连接筒32上设有与上述支架6相对的扁平形的嵌入部分33。此外，在伸缩部分31、31的两端，还用能够装上也能够拆卸的安装环9、9安装在齿轴壳体4上，把它封闭住。
如图4(a)和(b)所示，在嵌入部分33上设有嵌入上述凸起60、60的嵌合槽61、61中的嵌合孔34、34。该嵌合孔34、34设置在向外部凸出的凸出部分35、35的顶部。该凸出部分35、35和上述凸起60、60一样，从底端向顶端呈直径变小的锥形，而且嵌合孔34、34的直径要比嵌合槽61、61的外径稍小一些。
如图2和图4所示，在嵌入部分33上的嵌合孔34、34之间设有凸出在嵌入部分33的内、外两面的夹持部分36，当把上述安装螺钉7、7拧紧，安装支架6的时候，便把上述夹持部分36夹紧在支架6和齿条轴2之间，由于这样的夹紧，使得夹持部分36发生了弹性变形，而该夹持部分的弹性变形影响到凸出部分35、35的底部，把嵌合孔34、34压入嵌合槽60、60中，因而能进一步提高嵌合孔34、34这一部分的密封性。
此外，如图7所示的转向装置，是一种用液压作为使齿条轴2滑动的辅助动力的转向装置。对齿条轴2施加辅助动力的动力液压缸10具有与齿条轴2的一端连接，而且与齿条轴同轴线的活塞杆11，该活塞杆伸到连接在齿条壳体4的敞开端的液压缸12内，而安装在伸入端上的活塞13，通过安装在该活塞的外圆周上的密封环14，装入液压缸12内，并能在其中自由滑动。
液压缸12是一个有底的圆筒形部件，它在与齿条壳体4连接的相反的一端是封闭的，而在与齿条4连接的一端的内侧安装了固定密封件15用的密封件夹持件16。活塞杆11伸进液压缸12的内部，也用上述密封部件15密封它的中部。
如上所述，动力液压缸10在液压缸12内部，在活塞13的两侧有一对液压密封的储油腔室，当从外部向其中的一个储油腔室中输入压力油时，由于在活塞的两侧产生了压力差，便使得活塞杆11沿着长轴线方向来回移动，并且对连接在该活塞杆11的底端的上述齿条轴2施加沿轴线方向的移动力。
在活塞13两侧的两个储油腔室，分别借助于连接在液压缸12外部相应位置上的输油管17、17与设置在上述齿轮壳体8外面的一对输油口81、82连通。当为了转向而操作方向盘时，随着对上述齿轮轴1施加转向扭矩，便能在该齿轮壳体8中进行相应的给油和排油动作，由于在上述各输油口81、82中都装有公知的液压控制阀，于是，输出到上述输油口81、82的液压油的压力便通过输油管17、17进入动力液压缸10，因此而产生的液压的压力加在齿条轴2上，就形成了上面所说的转向的辅助动力。
在把具有上述构成的中央输出转向装置的拉杆5、5安装在齿条轴2上时，要把凸起60、60嵌入保护套3的嵌合孔34、34内，把支架6安装在保护套3上。
此时，如图1(a)所示，把凸起60、60的顶端部分插入保护套3的嵌合孔34、34中，再把它压进去，在凸起60、60的顶端部分处在与嵌合孔34、34接触的状态下，在嵌合孔34、34顶端的凸出部分35、35向直径扩大的方向发生弹性变形的同时，还如图1(b)所示的那样，向保护套3的内侧弯曲成锥形。
在嵌合孔的凸出部分35、35发生弹性变形的状态下，中止对凸起的推压，然后，把图1(b)中的凸起60、60向与推压相反的方向拉动，使得嵌合孔34、34如图1(c)所示的那样位于保护套3的外侧。在此状态下，再象图1(d)所示的那样推压凸起。
这时，嵌合孔34、34周围的凸出部分35、35由于第一次推压已经产生了弹性变形，它是处在容许发生的弹性变形的量很小的状态下又一次受到新的推压，换言之，是在比最初有弹性的状态更加坚硬的状态下进一步进行推压，因此，在第二次推压时上述凸出部分35、35上便产生了突然扩张的现象，由于这种突然的扩张，使得凸出部分35、35不再弯曲到保护套3的内侧，而是向直径扩大的方向进行弹性变形，就能够牢靠地把嵌合孔34、3嵌入嵌合槽61、61内。(见图1(e))。
这样，借助于对凸起60、60的推压，就能使保护套的凸出部分分阶段地向扩大直径的方向发生弹性变形，能够很容易地就把嵌合孔34、34嵌入嵌合槽61、61中。因此，把支架6安装到保护套3上去的作业就简单易行，从而能够降低成本。
当用上述方式把支架6安装在保护套3上时，拉杆5、5的底端被夹在夹持板62、63之间，把安装螺钉7、7穿过这两块夹持板62、63上的通孔65，和拉杆5底端的通孔51以及凸起60、60的中心孔，再把这两个安装螺钉7、7紧固在齿条轴2的安装孔21、21中，就能够通过拉杆5、5，支架6和安装螺钉7、7把转向用的方向盘安装在齿条轴2上了。
如图1(f)所示，当用安装螺钉7、7把上述支架6安装在齿条轴2上时，上述凸出部分35、35就成为平坦的形状，向着直径变小的方向产生弹性变形。结果，就能将嵌合孔34、34压到上述嵌合槽61、61中，很简单地就提高了保护套3上嵌合孔34、34的密封性。
此外，齿条轴2在形成上述窗口41的范围内的向两个方向的滑动，也由于上述连接筒部分32两侧是伸缩部分31、31而成为可能了。
另外，以上所说明的实施例中，是用两个安装螺钉7、7把支架6安装在齿条轴2上的，但，如图8所示，还有另外一种只用一根螺钉就能把支架6安装在齿条轴2上的安装结构。
此外，如图1和图7所示，为把支架6安装在齿条轴2上的安装螺钉7、7，除了可以成倾斜的状态在齿条轴2轴线的方向上交叉的结构之外，还可以象图9那样，在齿条轴2的轴线方向呈垂直相交的结构。图8和图9这两种实施例基本上和图1-7中的实施例相同，所以使用了相同的标号，并省略了附图和对它们的说明。
如上所述，借助于本发明的第一和第二方面，由于把嵌合孔设置在朝向外部的凸出部分的顶部，所以当把凸起压进保护套上的嵌合孔时，嵌合孔周围的凸出部分在向直径扩大的方向弹性变形的同时，向保护套的内侧弯曲，在这样的状态下，一当停止对凸起的推压，而把凸起向推压相反的方向拉一下，在嵌合孔处在保护套的外侧的状态下，再一次推压凸起，此时，使得凸出部分不再向保护套的内侧弯曲，而向直径扩大的方向发生弹性变形，使嵌合孔牢靠地嵌入嵌合槽内。因此，只要对凸起实行分阶段的简单的推压操作，就能把嵌合孔切实地嵌入嵌合槽内，使得支架在保护套上的安装作业简单易行，能够降低制造的成本。
而且，因为保护套的嵌合孔设置在凸出部分的顶部，所以即使把嵌合孔做成比嵌合槽的外径大，也能够用安装螺钉把支架安装在齿条轴上，并且在上述凸出部分变成平坦的形状时，该凸出部分还能向直径变小的方向产生弹性变形。因此，就能把嵌合孔压入上述嵌合槽内，并且很简单地提高了嵌合孔部分的密封性。
权利要求
1．一种转向装置，这种转向装置上转向用的方向盘，通过具有在外圆周上设有嵌合槽的凸起的安装支架，和穿过上述凸起的安装螺钉，连接在随着转向的操作而移动的齿条轴上，在上述齿条轴的周围，设有两端部密封的，并且具有嵌入上述嵌合槽的嵌合孔的能够伸缩的保护套，其特征在于，上述嵌合孔设置在上述保护套向外部凸出的凸出部分的顶部上。
2．如权利要求1所述的转向装置，其特征在于，上述凸出部分从底端向顶端呈直径变小的锥形。
全文摘要
本发明的目的是要提高支架的保护套的安装作业性能,更进一步,还能提高嵌合孔部分的密封性。这种转向装置上转向用的方向盘,通过具有在外圆周上设有嵌合槽的凸起的安装支架,和穿过凸起的安装螺钉,连接在随着转向的操作而移动的齿条轴上,在齿条轴的周围,设有两端部密封的,并且具有嵌入嵌合槽的嵌合孔的能够伸缩的保护套,嵌合孔设置在向外部凸出的凸出部分的顶部上。
文档编号B62D3/00GK1218750SQ9812479
公开日1999年6月9日 申请日期1998年11月18日 优先权日1997年11月26日
发明者源升, 西田卓史, 朝日泰史 申请人:光洋精工株式会社