CN111332359A - 转向器 - Google Patents

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王朝久
寇策
苏艳茜
张文勇
孙兴宇
吴迪
云静
焦丽永
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Abstract

本发明公开了一种转向器，包括：转向器壳体、齿条、助力机构和转向机构。所述齿条设置在所述转向器壳体内；所述助力机构设置在所述齿条的中部并与所述齿条啮合传动；所述转向机构设置在所述齿条的一端并与所述齿条啮合传动。该转向器通过将助力机构设置在齿条的中部来最大化的利用底盘空间，以有效解决整车左右换舵时不能共用前桥、发动机、排气***等的问题，以有效缩短车辆的开发周期，并降低开发成本。

Description

转向器
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种转向器。
背景技术
传统车辆在面对左右换舵，即方向盘在整车左端还是右端的问题时,都会在整车底盘或在车内布置上做很大的改动，以满足换舵后的布置需求，因此会导致整车底盘因为方向盘的位置不同而出现巨大变化，这样不仅增加了整车的制造成本，也降低了工作效率，存在改进空间。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种转向器，该转向器能够解决整车左右换舵时不能共用前桥、发动机、排气***等的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种转向器，包括：转向器壳体；齿条，所述齿条设置在所述转向器壳体内；助力机构，所述助力机构设置在所述齿条的中部并与所述齿条啮合传动；转向机构，所述转向机构设置在所述齿条的一端并与所述齿条啮合传动。
进一步，所述转向器还包括：抗弯曲组件，所述抗弯曲组件设置在所述齿条的另一端且位于所述转向器壳体与所述齿条之间。
进一步，所述转向器壳体具有齿条通孔，所述齿条设置在所述齿条通孔内，所述齿条通孔的内侧壁向外凹陷形成限位槽，所述抗弯曲组件设置在所述限位槽内。
进一步，所述齿条与所述齿条通孔的内壁之间具有保护间隙。
进一步，所述抗弯曲组件包括：齿条衬套和衬套垫圈，所述齿条衬套的外周面向内凹陷形成安装槽，所述衬套垫圈夹设在所述安装槽与所述限位槽的槽壁之间。
进一步，所述齿条衬套的外周面沿轴向向内凹陷以形成挤压缩径槽，所述挤压缩径槽贯穿所述齿条衬套的轴向两侧端面。
进一步，所述挤压缩径槽为多个，多个所述挤压缩径槽沿所述齿条衬套周向等间距分布。
进一步，所述齿条衬套包括：齿条衬套本体和沿所述齿条衬套本体的一侧边缘周向向外延伸所形成的限位法兰，所述限位槽包括：第一槽段和第二槽段，所述第二槽段连接在所述第一槽段的一端，且所述第二槽段的深度大于所述第一槽段的深度，所述齿条衬套本体设置在所述第一槽段内，所述限位法兰配合在所述第二槽段内。
进一步，所述第二槽段的远离所述第一槽段的一端设置有限位凸缘，所述限位法兰的远离所述齿条衬套本体的一端与所述限位凸缘止抵。
进一步，所述齿条衬套为含油尼龙衬套。
相对于现有技术，本发明所述的转向器具有以下优势：
本发明所述的转向器，该转向器通过将助力机构设置在齿条的中部来最大化的利用底盘空间，以有效解决整车左右换舵时不能共用前桥、发动机、排气***等的问题，以有效缩短车辆的开发周期，并降低开发成本。
本发明的另一目的在于提出一种车辆，包括上述的转向器，该车辆的转向器在左右换舵时更方便。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的转向器的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的转向器的局部剖面图；
图3是根据本发明实施例的抗弯曲组件的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的转向器的局部结构示意图。
附图标记说明：
100-转向器，1-转向器壳体，2-齿条，3-助力机构，4-转向机构，5-抗弯曲组件，12-限位槽，6-保护间隙，51-齿条衬套，52-衬套垫圈，511-安装槽，512-挤压缩径槽，513-齿条衬套本体，514-限位法兰，121-第一槽段，122-第二槽段，31-助力电机，32-蜗杆，33-蜗轮，34-助力齿轮轴，41-方向盘，42-转向轴，43-转向齿轮轴，7-车轮，21-第一齿部，22-第二齿部，8-齿条支撑机构，81-齿条压块，82-碟形弹簧，83-锁紧螺母，811-滑片，812-安装凹槽，84-压块垫圈，13-限位凸缘。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的转向器100。
根据本发明实施例的转向器100可以包括：转向器壳体1、齿条2、助力机构3和转向机构4。
如图1和图2所示，齿条2设置在转向器壳体1内，转向机构4设置在齿条2的一端并与齿条2啮合传动。转向机构4包括由驾驶员操作的方向盘41、与方向盘41的操作配合而旋转的转向轴42以及转向轴42下方联动的转向齿轮轴43。齿条2上形成有与转向齿轮轴43上的齿轮啮合的第一齿部21，而齿条2经两端的转向拉杆连接到车轮7。当驾驶员操作方向盘41转向时，驾驶员转动方向盘41的扭矩经由转向机构4传递到齿条2，从而驱动齿条2向右或向左移动以转动车轮7。
助力机构3包括助力电机31、蜗杆32、蜗轮33以及助力齿轮轴34，助力齿轮轴34上的助力轴齿与齿条2上的第二齿部22啮合。其中，蜗杆32附接在助力电机31上并与蜗轮33啮合，蜗轮33能够旋转地附接到助力齿轮轴34上。施加到方向盘41的扭矩由扭矩传感器(图中未示出)检测到。根据检测到的扭矩，将信号传递给助力机构3的助力电机31，助力电机31在信号的控制下受驱动。因此，助力电机31所生成的扭矩经由蜗轮33和助力齿轮轴34传输到齿条2上以作为驾驶员施加到方向盘41的操作力的辅助力，从而为转向器100提供助力，以使驾驶员只需提供给方向盘41很小的扭矩，便能够使转向器100提供较大的齿条2力，实现助力转向效果。
由于传统的电动助力转向器(以电机等为助力机构的转向器)的助力机构离驾驶舱较远，助力大，并且由于助力电机的存在，电动助力转向器需占用较大的布置空间，而且为了避免齿条发生弯曲，需把助力机构和传感器单元放置在转向器两端。对于四驱车型，右舵转向器与左舵前桥布置在一起时，助力机构与前桥发生严重的干涉，所以在布置时，前桥、发动机等零件为避让助力机构结构需要做大量调整，甚至在布置左舵、右舵车型时需要单独设计左舵、右舵的前桥、发动机、排气***等，这样就造成了同样的车型而底盘完全不同的情况，导致开发成本高，制造复杂。
为解决上述问题，如图1和图2所示，本发明实施例将助力机构3设置在齿条2的中部并与齿条2啮合传动。由此，在整车进行左右换舵时，助力机构3的设置位置只需进行微调或根本不需要改动既可完成左右换舵，这样就不需要对前桥、发动机等零件进行大量的调整或重新设计。
根据本发明实施例的转向器100，该转向器100通过将助力机构3设置在齿条2的中部来最大化的利用底盘空间，以有效解决整车左右换舵时不能共用前桥、发动机、排气***等的问题，以有效缩短车辆的开发周期，并降低开发成本。
作为一种优选的实施例，助力机构3设置在齿条2的正中间。由此，在整车左右换舵时，不需要改变底盘的设置及前桥的设置既可完成车辆的换舵，可使换舵过程更加简单，方便。
结合图1-图3所示实施例，转向器100还包括：抗弯曲组件5，抗弯曲组件5设置在齿条2的另一端且位于转向器壳体1与齿条2之间。由于本发明实施例将助力机构3设置在了齿条2的中部，因此齿条2的悬臂较长，在车辆行驶过程中，齿条2会受到来自助力机构3产生的径向力，经长时间工作，齿条2会发生弯曲变形导致转向失效，因此在齿条2的端部增加抗弯曲组件5，从而避免齿条2出现弯曲的现象，以保护齿条2，进而保证车辆能够安全的转向和行驶。
参照图1-图3，转向器壳体1具有齿条通孔，齿条2设置在齿条通孔内，齿条通孔的内侧壁向外凹陷形成限位槽12，抗弯曲组件5设置在限位槽12内。由此，通过限位槽12将抗弯曲组件5限位在齿条2的一端，以避免抗弯曲组件5在齿条2与转向器壳体1之间移动而影响其抗弯曲及缓冲效果。
进一步，齿条2与齿条通孔的内壁之间具有保护间隙6。设置保护间隙6是为了保护齿条2，避免齿条2在挤压抗弯曲组件5时与转向器壳体1之间发生挤压和摩擦，进而保证了转向运动的正常进行。
如图2和图3所示，抗弯曲组件5包括：齿条衬套51和“O”型的衬套垫圈52，齿条衬套51的外周面向内凹陷形成安装槽511，衬套垫圈52夹设在安装槽511与限位槽12的槽壁之间。具体地，齿条衬套51上具有两个安装槽511，每个安装槽511内均设置有一个衬套垫圈52，当齿条2在啮合的过程中会产生径向的力，“O”型的衬套垫圈52可以起到缓冲避免齿条衬套51与转向器壳体1发生碰撞而产生异响。
并且衬套垫圈52还会向齿条衬套51提供支撑力，以使齿条衬套51能够更好的支撑齿条2，避免其发生塑性弯曲。
参照图3，齿条衬套51的外周面沿轴向向内凹陷以形成挤压缩径槽512，挤压缩径槽512贯穿齿条衬套51的轴向两侧端面。由于齿条衬套51在处于非压缩状态时的截面积大于齿条通孔的截面积，因此齿条衬套51在处于非压缩状态时是无法装配进转向器壳体1内的，而由于设置了挤压缩径槽512，可通过沿齿条衬套51的周向进行挤压以减少齿条衬套51的体积，以使压缩后的齿条衬套51可从转向器壳体1的一端装配进转向器壳体1内部。由此，安装人员在装配齿条衬套51时可现将其进行挤压，然后从转向器壳体1的一端端口将其放入齿条通孔内，之后齿条衬套51由于不再受挤压力而膨胀，进而稳定的限位在了限位槽12内，以完成装配。
进一步，挤压缩径槽512为多个，多个挤压缩径槽512沿齿条衬套51周向等间距分布。由此可使齿条衬套51在受到挤压后体积能够更均衡的收缩，避免发生局部受挤压突出或膨胀的现象，以便于将其装配到转向器壳体1内。
参照图2和图3，齿条衬套51包括：齿条衬套本体513和沿齿条衬套本体513的一侧边缘周向向外延伸所形成的限位法兰514，限位槽12包括：第一槽段121和第二槽段122，第二槽段122连接在第一槽段121的一端，且第二槽段122的深度大于第一槽段121的深度，齿条衬套本体513设置在第一槽段121内，限位法兰514配合在第二槽段122内。由此，可使齿条衬套51能够设置的更加稳定，并且通过限位法兰514与第二槽段122的配合，可进一步避免齿条衬套51发生移动。
进一步，所述第二槽段122的远离所述第一槽段121的一端设置有限位凸缘13，所述限位法兰514的远离所述齿条衬套本体513的一端与所述限位凸缘13止抵。换言之，限位法兰514的末端与限位凸缘13相止抵限位，由此，可有效防止齿条衬套51脱出限位槽12，保证了齿条衬套51的设置稳定性。
作为一种优选的实施例，齿条衬套51为含油尼龙衬套。由于为了保证抗弯曲组件5能够更好的抵抗齿条2的弯曲，因此需将齿条衬套51紧密的套设在齿条2上，以便于向齿条2提供挤压力，这就会导致齿条2与齿条衬套51之间产生不必要的摩擦，因此本发明实施例将齿条衬套51设置为含油尼龙衬套，以减小齿条2与齿条衬套51之间的摩擦，使齿条2能够顺利的低阻的移动。
如图4所示，转向器100还包括：齿条支撑机构8，齿条支撑机构8分别设置在转向机构4以及助力机构3处，用于支撑齿条2以避免转向齿轮轴43与第一齿部21以及助力齿轮轴34与第二齿部22之间产生啮合间隙。
具体地，齿条支撑机构8主要由齿条压块81和碟形弹簧82以及锁紧螺母83组成。其中齿条压块81具有滑片811和安装凹槽812，齿条压块81与转向器壳体1间隙配合并通过压块垫圈84实现径向密封，从而保证转向器100内部不进入杂质并保证转向器100的气密性，同时压块垫圈84还可以起到一定的缓冲作用，避免齿条压块81与转向器壳体1产生撞击声。滑片811与齿条2背部接触可以避免齿条2长时间工作后发生弯曲变形导致转向器100转向失效，以配合抗弯曲结构进一步有效的防止齿条2发生弯曲。
当锁紧螺母83拧紧时，碟形弹簧82会受力变形，使齿条压块81压紧齿条2，转向齿轮轴43或助力齿轮轴34与齿条2啮合受到冲击时，碟形弹簧82可以起到缓冲作用，避免齿条压块81与锁紧螺母83产生撞击异响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转向器(100)，其特征在于，包括：
转向器壳体(1)；
齿条(2)，所述齿条(2)设置在所述转向器壳体(1)内；
助力机构(3)，所述助力机构(3)设置在所述齿条(2)的中部并与所述齿条(2)啮合传动；
转向机构(4)，所述转向机构(4)设置在所述齿条(2)的一端并与所述齿条(2)啮合传动。
2.根据权利要求1所述的转向器(100)，其特征在于，还包括：抗弯曲组件(5)，所述抗弯曲组件(5)设置在所述齿条(2)的另一端且位于所述转向器壳体(1)与所述齿条(2)之间。
3.根据权利要求2所述的转向器(100)，其特征在于，所述转向器壳体(1)具有齿条通孔，所述齿条(2)设置在所述齿条通孔内，所述齿条通孔的内侧壁向外凹陷形成限位槽(12)，所述抗弯曲组件(5)设置在所述限位槽(12)内。
4.根据权利要求3所述的转向器(100)，其特征在于，所述齿条(2)与所述齿条通孔的内壁之间具有保护间隙(6)。
5.根据权利要求3所述的转向器(100)，其特征在于，所述抗弯曲组件(5)包括：齿条衬套(51)和衬套垫圈(52)，所述齿条衬套(51)的外周面向内凹陷形成安装槽(511)，所述衬套垫圈(52)夹设在所述安装槽(511)与所述限位槽(12)的槽壁之间。
6.根据权利要求5所述的转向器(100)，其特征在于，所述齿条衬套(51)的外周面沿轴向向内凹陷以形成挤压缩径槽(512)，所述挤压缩径槽(512)贯穿所述齿条衬套(51)的轴向两侧端面。
7.根据权利要求6所述的转向器(100)，其特征在于，所述挤压缩径槽(512)为多个，多个所述挤压缩径槽(512)沿所述齿条衬套(51)周向等间距分布。
8.根据权利要求5所述的转向器(100)，其特征在于，所述齿条衬套(51)包括：齿条衬套本体(513)和沿所述齿条衬套本体(513)的一侧边缘周向向外延伸所形成的限位法兰(514)，所述限位槽(12)包括：第一槽段(121)和第二槽段(122)，所述第二槽段(122)连接在所述第一槽段(121)的一端，且所述第二槽段(122)的深度大于所述第一槽段(121)的深度，所述齿条衬套本体(513)设置在所述第一槽段(121)内，所述限位法兰(514)配合在所述第二槽段(122)内。
9.根据权利要求8所述的转向器(100)，其特征在于，所述第二槽段(122)的远离所述第一槽段(121)的一端设置有限位凸缘(13)，所述限位法兰(514)的远离所述齿条衬套本体(513)的一端与所述限位凸缘(13)止抵。
10.根据权利要求5所述的转向器(100)，其特征在于，所述齿条衬套(51)为含油尼龙衬套。
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