CN107269690A - 车辆转向装置的轴承组件及具备其的车辆转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的一实施例公开一种车辆转向装置的轴承组件，其包括：轴承，包括紧固到齿杆的内圈、设置在所述内圈外侧的外圈及置于内圈和外圈之间的滚珠、设置在所述内圈与所述外圈之间的密封部件；弹性夹，包括紧贴到所述外圈的外周面的主体部、从所述主体部的两侧端部朝外圈的侧面方向折曲的紧固部、从所述紧固部的相应端部延伸并朝外圈的侧面方向突出而形成具有曲率的弹性部。

Description

车辆转向装置的轴承组件及具备其的车辆转向装置
技术领域
本发明涉及车辆转向装置，更详细地说，涉及车辆转向装置所具备的轴承组件。
背景技术
近年来，使用电动机的电动助力转向装置已经从利用液压泵液压的液压动力转向装置(Hydraulic Power Steering Apparatus)逐渐推广到车辆的动力辅助转向装置。
像这种典型的电动助力转向装置包括从方向盘连接到两侧车轮的转向装置及向转向装置提供转向辅助动力的辅助动力装置。
辅助动力装置包括：扭矩传感器，感应驾驶员向方向盘施加的转向扭矩并输出与感应到的转向扭矩成比例的电子信号；电子控制单元(ECU：Electronic Control Unit)，基于从扭矩传感器传送的电子信号而产生控制信号；马达，基于从电子控制单元传送的控制信号而产生转向辅助动力；及带式传动装置(belt gearing)，通过一皮带将马达产生的辅助动力传递到齿杆。
图1是概略性地示出传统车辆转向装置的立体图，图2是示出现有技术的车辆转向装置的齿条罩体内部的立体图。
参照图1，传统车辆转向装置包括：小齿轮轴10，连接到方向盘(未图示)而随方向盘的旋转而旋转；滚珠丝杠型齿条杆30，利用小齿轮轴10的旋转力进行直线运动；驱动单元50，提供辅助动力以使齿条杆30能够进行直线运动。
齿条杆30可旋转地容纳在齿条罩体40的内部，齿条杆30的两侧分别连接链接单元60。齿条罩体40可具备将齿条罩体固定到车体的安装支架70。
参照图2，驱动单元50包括：由电子控制单元(ECU)控制的电动马达；主动皮带轮，固定到电动马达的轴上；及联动皮带轮(interlocking pulley)51，结合到齿条杆的外侧，以带为媒介而与主动皮带轮联动旋转。
主动皮带轮和联动皮带轮彼此平行地轴向设置。当对电动马达施加电源时，电动马达的旋转力传递到齿条杆30，使得具有齿条齿轮31的齿条杆30通过滚珠螺母20的动作而向左右滑动，从而获得转向所需的辅助动力。
滚珠螺母20是结合到齿条杆30外周面的中空管，在其外周面上具有形成在两侧的台状形卡爪(stepped jaws)。联动皮带轮51被安装在滚珠螺母20的轴方向一侧，以便紧贴在相关联的一台状形卡爪，并且固定地结合到滚珠螺母20的锁紧螺母(未图示)被安装在联动皮带轮51的一侧，以将联动皮带轮51固定到齿条杆30。
轴承80被安装在滚珠螺母20的轴方向另一侧，以便被压靠在相关联的一台阶状卡爪上，并且所述轴承80通过结合到滚珠螺母20另一端的锁紧螺母而被固定。
在这种情况下，波形垫圈(wave washer)81结合到轴承80的两个侧面而向轴方向弹性地支撑轴承80。在现有技术中，将波形垫圈81组装到轴承80的时间较长，并且，为了提高结合到轴承80的波形垫圈81的弹力，还需要制造新的波形垫圈，因此会增加制造时间及轴承的组装时间。
发明内容
本发明提供一种车辆转向装置的轴承组件，其能够容易地调整用于弹性地支撑轴承的弹力。
通过下面的描述可以理解本发明的其它目的和优点，并参照本发明的实施例变得显而易见。此外，对于本发明所属领域的技术人员显而易见的是，本发明的目的和优点可以通过所要求保护的方法和其组合来实现。
本发明一实施例的车辆转向装置的轴承组件可包括：轴承，包括紧固到滚珠螺母外侧的内圈、设置在所述内圈外侧的外圈及置于内圈和外圈之间的滚珠、设置在所述内圈与所述外圈之间的密封部件；弹性夹，包括紧贴到所述外圈的外周面的主体部、从所述主体部的两侧端部朝外圈的侧面方向折曲的紧固部、以及从所述紧固部的相应端部延伸并朝外圈侧面方向突出而形成具有曲率的弹性部。
本发明的一实施例中，所述主体部的曲率可对应外圈的曲率而能够紧贴所述外圈的外周面。
本发明的一实施例中，在相应的弹性部和外圈的相应侧面之间可界限空间。
本发明的一实施例中，每一个弹性部可具有大致为“C”形的横截面。
本发明的一实施例中，弹性夹还可以包括从弹性部的相应端延伸的支撑部，所述支撑部位于外圈与密封部件之间的界限部分。
本发明的一实施例中，所述外圈可具有一座接槽，其形成在所述外圈的外周面，用于将弹性夹座接于所述座接槽。
本发明的一实施例中，所述弹性夹还包括一弹性加固部件，其形成在所述弹性夹的外侧。
本发明另一实施例的车辆转向装置的轴承组件可包括：轴承，包括紧固到滚珠螺母外侧的内圈、设置在所述内圈外侧的外圈及置于所述内圈和所述外圈之间的滚珠、设置在所述内圈与所述外圈之间的密封部件；弹性夹，包括：紧贴到所述外圈的外周面的主体部、从所述主体部的两侧端部折曲延伸到所述外圈和所述密封部件之间的界限部分为止的第一折曲部、从所述第一折曲部的相应端部朝外圈侧面方向折曲的第二折曲部、从相应的第二折曲部延伸并朝外圈侧面方向突出而形成具有曲率的弹性部。
本发明的另一实施例中，所述主体部的曲率可对应外圈的曲率而能够紧贴所述外圈的外周面。
本发明的另一实施例中，在所述主体部上，沿外圈的宽度方向形成一开口部。
本发明的另一实施例中，在相应的第一折曲部和相应的弹性部之间可界限空间。
本发明的另一实施例中，每一个弹性部可具有大致为“C”形的横截面。
本发明的另一实施例中，弹性夹还可包括边缘部，从所述弹性部的相应端部延伸并朝轴承外侧方向折曲。
本发明的另一实施例，所述外圈可具有座接槽，其形成在所述外圈的外周面，用于将所述弹性夹座接于所述座接槽。
根据本发明又一目的，一车辆转向装置可包括：方向盘；小齿轮轴，与所述方向盘连接而随着方向盘的旋转而旋转；齿条杆，通过所述小齿轮轴的旋转力进行直线运动；滚珠螺母，结合到所述齿条杆的外侧；驱动单元，提供辅助动力而使得所述齿条杆能够进行直线运动；轴承，包括紧固到所述滚珠螺母外侧的内圈、设置在所述内圈外侧的外圈及置于所述内圈和所述外圈之间的滚珠、设置在所述内圈与所述外圈之间的密封部件；以及弹性夹，结合到所述轴承的外侧。
本发明的实施例中，所述弹性夹可包括：主体部，紧贴到所述外圈的外周面；紧固部，从所述主体部的两侧端部朝外圈的侧面方向折曲；弹性部，从所述紧固部的相应端部延伸，并朝外圈的侧面方向突出地弯曲形成。
本发明的实施例中，所述弹性夹可包括：主体部，紧贴到所述外圈的外周面；第一折曲部，从所述主体部的两侧端部折曲延伸到所述外圈和所述密封部件之间的界限部分为止；第二折曲部，从所述第一折曲部的相应端部朝外圈的侧面方向折曲；弹性部，从相应的第二折曲部延伸，并朝外圈的侧面方向突出地弯曲形成。
根据本发明的实施例，可将弹性夹简单地紧固到轴承而进行模块化，因此能够简化车辆转向装置的整个组装工艺，通过增加或减少紧固到轴承外侧的弹性夹的个数来容易地调整整体刚性。
应当理解，本发明的前述一般性描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
结合参考以下的附图和详细说明将更好地理解本发明的上述和其他的目的、特性和优势，其中：
图1是示出传统车辆转向装置的立体图。
图2是示出现有技术的车辆转向装置的齿条罩体内部的立体图。
图3是示出本发明的第一实施例的车辆转向装置的轴承组件的立体图，其与车辆用转向装置的齿条杆连接。
图4是示出本发明第一实施例的车辆转向装置的轴承组件的分解立体图。
图5是示出本发明第二实施例的车辆转向装置的轴承组件的分解立体图。
图6是示出本发明第三实施例的车辆转向装置的轴承组件的分解立体图。
图7是示出本发明第四实施例的车辆转向装置的轴承组件的分解立体图。
图中的部分标号分别表示：
100、轴承组件；
110、轴承； 111、内圈；
112、外圈； 113、密封部件；
120、弹性夹； 121、主体部；
122、紧固部； 123、弹性部；
124、支撑部。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明进行详细说明。然而，本发明能够以多种不同的形态实现，因此并不限定于此处所说明的实施例。另外，为了在图中明确地说明本发明，省略与说明无关的部分，并在整篇说明书中，对相似的部分标注相似的符号。
在整篇说明书中，在记载为某个部分与另一部分“连接”时，不仅包括“直接连接”的情况，而且还包括在它们之间隔以其他部分而“间接连接”的情况。并且，在记载为某个部分“包括”某个构成要素时，如果无特别相反的记载，则是指还具有其他构成要素，而并非是指排除其他构成要素。
以下，参照附图，详细地对本发明的实施例进行说明。
适用本发明轴承组件的车辆转向装置包括：方向盘、与方向盘连接而随着方向盘的旋转而旋转的小齿轮轴、利用小齿轮轴的旋转力进行直线运动的齿条杆、结合到齿条杆外侧的滚珠螺母、提供辅助动力而使齿条杆能够进行直线运动的驱动单元。由于这些部件与图1或图2所示的传统转向装置类似，因此省略详细的说明。
图3是示出本发明的第一实施例的车辆转向装置的轴承组件的立体图，图4是示出本发明所述第一实施例的车辆转向装置的轴承组件的分解立体图。
参照图3及图4，在第一实施例中的轴承组件100包括：支撑滚珠螺母20(参见图1所示)旋转的轴承110、结合到轴承110的弹性夹120。
轴承110紧固到与齿条杆30的外周面结合的滚珠螺母20(参照图1)的外侧，其包括：内圈111，结合(coupled to)到滚珠螺母的外侧；外圈112，与内圈111隔开地设置在内圈111的外侧；滚珠(未图示)，置于内圈111与外圈112之间；密封部件113，设置在内圈111与外圈112之间，以防止滚珠的脱离，并防止外部异物的进入。
外圈112的宽度可大于密封部件113的宽度，从而能够稳定地紧固弹性夹120。
密封部件113可以由能够充分密封内圈111和外圈112之间的间隙的材料(例如橡胶)制成，并且可以通过嵌入注射成型的方式形成在内圈111和外圈112之间。
弹性夹120可以由结合到外圈112的外侧的多个弹性夹组成，并且多个弹性夹120可以以规则的间隔或不规则的间隔设置。每一个弹性夹120包括：主体部121、从主体部121的端部折曲的紧固部122、从紧固部122的相应端部延伸的弹性部123、从弹性部123的相应端部延伸的支撑部124。紧固部122、弹性部123和支撑部124可以对称地形成在主体部121的两侧。
尽管主体部121具有基本平坦的形状，但是其可以具有对应于外圈112曲率的曲率，从而能够紧贴(press against)外圈112的外周面。
紧固部122从主体部121的端部朝外圈112的侧面方向折曲，使得弹性夹120紧固到轴承。每一个紧固部122可延伸到外圈112的相关侧面的一部分为止。
弹性部123从紧固部122的端部延伸，并且可以朝轴承110侧面方向突出(也就是说，朝外圈的侧面方向突出)，以具有大致为“C”形的横截面。因此，在弹性部123与外圈112的侧面之间形成有空间，弹性部123在其被外圈112稳定支撑的状态下，能够在齿条杆的轴向上提供足够的弹力。
支撑部124从弹性部123的端部延伸，以座接于(seated on)外圈112和密封部件113之间的界限部分。在这种情况下，由于外圈112的宽度大于密封部件113的宽度，因此使得支撑部124可以牢固地紧固到外圈112。
具有上述构造的轴承组件能够通过简单地将弹性夹120紧固到轴承110来进行模块化，因此能够减少车辆转向装置的总装配时间。此外，可以增加或减少固定在轴承110外侧的弹性夹120的数量，并且可以自由调整弹性夹的布置，从而能够容易地调整轴承组件的整体强度。
图5是示出本发明第二实施例的车辆转向装置的轴承组件的分解立体图。
当弹性夹120紧固到轴承110的外圈112时，弹性夹120沿外圈112的径向突出一预定量，在这种情况下，齿条罩体的内侧面与外圈112之间形成间隙。
参照图5，根据第二实施例的轴承110的外圈112具有形成在其外周面上的座接槽(seating groove)112a，使得弹性夹120能够安置在座接槽112a上。弹性夹120的主体部121座接于座接槽112a，并且与座接槽112a结合，使得弹性夹120不会沿轴承110的径向突出。也就是说，在弹性夹120与外圈112之间形成的台阶部分会消失，因此，当轴承110安装在齿条罩体内时，可将外圈112及弹性夹120无间隔空间地紧贴设置于齿条罩体的内侧面。
此外，每一个弹性夹120还包括形成在其外侧上并由橡胶等制成的弹性加固部件125，从而增加弹力。弹性加固部件125可通过嵌入注射成型等方式与弹性夹120一体成型。弹性加固部件125可形成在弹性夹120的整个外侧上或弹性夹120的外侧的一部分。
图6是示出本发明第三实施例的车辆转向装置的轴承组件的分解立体图。
参照图6，根据第三实施例的轴承组件包括结合到滚珠螺母的轴承110、结合到轴承110的弹性夹130。
轴承110包括紧固到滚珠螺母外侧的内圈111、设置在内圈111外侧且与内圈111间隔开的外圈112、设置在内圈111与外圈112之间的滚珠、设置在内圈111与外圈112之间而防止滚珠的脱离并防止外部异物进入的密封部件113。
弹性夹130可以由结合到外圈112外侧的多个弹性夹组成，并且多个弹性夹130可以以规则的间隔或不规则的间隔设置。每一个弹性夹130包括：主体部131、从主体部131的端部折曲的第一折曲部132、从第一折曲部132的相应端部延伸的第二折曲部133、从第二折曲部133的相应端部朝轴承110侧面方向延伸的弹性部134。第一折曲部132、第二折曲部133和弹性部123可以对称地形成在主体部131的两侧。
主体部131具有与外圈112的曲率相对应的曲率，以能够紧贴到外圈112的外周面。在主体部131的中间，沿外圈112的宽度方向形成开口部131a，从而能够减少整体的重量。
每一个第一折曲部132具有大致平坦的形状，并且从主体部131的端部朝外圈112的侧面方向折曲，以延伸到外圈112和密封部件113之间的界限部分。因此，与第一实施例相比，可以进一步增加轴承110与弹性夹130之间的紧固力。
第二折曲部133可以从第一折曲部132的端部朝轴承110外侧方向折曲，并且垂直于第一折曲部132，使得弹性部134具有足够的弹力。
弹性部134从第二折曲部133的端部朝轴承110侧面方向延伸，以具有既定曲率(即表示弯曲)，并且可以具有大致为“C”形的横截面。因此，弹性部134朝外圈112外侧突出(即朝外圈的侧面方向突出)，从而在相应的弹性部134和相应的第一折曲部132之间形成空间，由此充分地提供轴向弹力。
此外，根据第二实施例的弹性夹130还包括边缘部135，其从弹性部134的相应端部延伸并且朝轴承110外侧折曲，以具有既定的曲率。因此可以进一步加强轴方向的弹力。
图7是示出本发明第四实施例的车辆转向装置的轴承组件的分解立体图。
参照图7，第四实施例的轴承110的外圈112具有形成在其外周面上的座接槽112a，使得弹性夹130安置在座接槽112a上。弹性夹130的主体部131座接于座接槽112a，并且与座接槽112a结合，使得弹性夹130与外圈112之间形成台阶部分消失，因此，当轴承110安装齿条罩体时，可以将外圈112及弹性夹130无间隔空间地紧贴设置在齿条罩体的内侧面。
前述的本发明的说明仅是例示，本发明所属技术领域的普通技术人员能够不变更本发明的技术思想或必要特征而容易地进行向其他具体形态的变更。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。因此，本发明旨在覆盖本发明的修改和变化，只要它们在所附权利要求及其等同物的范围内。
虽然已经参照本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变发明由所附权利要求限定。应该仅在描述性意义上考虑示例性实施例，而不是为了限制的目的。因此，本发明的范围不是通过本发明的详细描述而是由所附权利要求限定的，并且该范围内的所有差异将被解释为包括在本发明中。

Claims (17)

1.一种车辆转向装置的轴承组件，其特征在于，
所述轴承组件被紧固到已结合到齿条杆外周面的滚珠螺母的外侧，其包括：
轴承，包括紧固到所述滚珠螺母外侧的内圈、在所述内圈外侧的外圈及置于所述内圈和所述外圈之间的滚珠、设置在所述内圈与所述外圈之间的密封部件；
弹性夹，包括紧贴到所述外圈的外周面的主体部、从所述主体部的两侧端部朝外圈的侧面方向折曲的紧固部、从所述紧固部的端部延伸并朝外圈的侧面方向突出而形成具有一曲率的弹性部。
2.根据权利要求1所述的车辆转向装置的轴承组件，其特征在于，
所述主体部具有与所述外圈的曲率相对应的曲率，以紧贴所述外圈的外周面。
3.根据权利要求1所述的车辆转向装置的轴承组件，其特征在于，
在相应的弹性部和所述外圈的相应侧面之间界定出空间。
4.根据权利要求1所述的车辆转向装置的轴承组件，其特征在于，
每一个弹性部具有大致为“C”形的横截面。
5.根据权利要求1所述的车辆转向装置的轴承组件，其特征在于，
所述弹性夹还包括从所述弹性部的相应端部延伸的支撑部，所述支撑部座接于所述外圈与所述密封部件之间的界限部分。
6.根据权利要求1所述的车辆转向装置的轴承组件，其特征在于，
所述外圈具有一座接槽，其形成在所述外圈的外周面，用于将所述弹性夹座接于所述座接槽。
7.根据权利要求1所述的车辆转向装置的轴承组件，其特征在于，
所述弹性夹还包括一弹性加固部件，所述弹性加固部件形成在所述弹性夹的外侧。
8.一种车辆转向装置的轴承组件，其特征在于，
所述轴承组件被紧固到已结合到齿条杆外周面的滚珠螺母的外侧，包括：
轴承，包括紧固到滚珠螺母外侧的内圈、在所述内圈外侧的外圈及置于所述内圈和所述外圈之间的滚珠、设置在所述内圈与所述外圈之间的密封部件；
弹性夹，包括紧贴到所述外圈的外周面的主体部、从所述主体部的两侧端部折曲延伸到所述外圈和所述密封部件之间的界限部分为止的第一折曲部、从所述第一折曲部的相应端部朝外圈侧面方向折曲的第二折曲部、从相应的第二折曲部延伸并朝外圈侧面方向突出而形成具有曲率的弹性部。
9.根据权利要求8所述的车辆转向装置的轴承组件，其特征在于，
所述主体部具有与所述外圈的曲率相对应的曲率，以紧贴所述外圈的外周面。
10.根据权利要求8所述的车辆转向装置的轴承组件，其特征在于，
在所述主体部上，沿外圈的宽度方向形成开口部。
11.根据权利要求8所述的车辆转向装置的轴承组件，其特征在于，
在相应的第一折曲部和相应的弹性部之间界限出空间。
12.根据权利要求8所述的车辆转向装置的轴承组件，其特征在于，
每一个弹性部具有大致为“C”形的横截面。
13.根据权利要求8所述的车辆转向装置的轴承组件，其特征在于，
所述***部还包括边缘部，从所述弹性部的相应端部延伸并朝轴承外侧方向折曲。
14.根据权利要求8所述的车辆转向装置的轴承组件，其特征在于，
所述外圈具有座接槽，形成在所述外圈的外周面，用于将所述弹性夹座接于外圈。
15.一种车辆转向装置，其特征在于，包括：
方向盘；
小齿轮轴，与所述方向盘连接而随着方向盘的旋转而旋转；
齿条杆，通过所述小齿轮轴的旋转力而进行直线运动；
滚珠螺母，结合到所述齿条杆的外侧；
驱动单元，提供辅助动力而使得所述齿条杆能够进行直线运动；
轴承，包括紧固到所述滚珠螺母外侧的内圈、设置在所述内圈外侧的外圈及置于所述内圈和所述外圈之间的滚珠、设置在所述内圈与所述外圈之间的密封部件；以及
弹性夹，结合到所述轴承的外侧。
16.根据权利要求15所述的车辆转向装置，其特征在于，
所述弹性夹包括：
主体部，紧贴到所述外圈的外周面；
紧固部，从所述主体部的两侧端部朝外圈的侧面方向折曲；
弹性部，从所述紧固部的相应端部延伸，并朝外圈的侧面方向突出地弯曲形成。
17.根据权利要求15所述的车辆转向装置，其特征在于，
所述弹性夹包括：
主体部，紧贴到所述外圈的外周面；
第一折曲部，从所述主体部的两侧端部折曲延伸到所述外圈和所述密封部件之间的界限部分为止；
第二折曲部，从所述第一折曲部的相应端部朝外圈的侧面方向折曲；
弹性部，从相应的第二折曲部延伸，并朝外圈的侧面方向突出地弯曲形成。
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