專利名稱：動力轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動力轉(zhuǎn)向裝置，特別適合用在大型車輛中。
背景技術(shù)：
在JP-11-321682A中公開了一種上述類型的常規(guī)的動力轉(zhuǎn)向裝置。在該常規(guī)裝置中，動力缸的活塞桿和齒條-齒輪機(jī)構(gòu)的齒條軸為整體形成并且同軸布置。

發(fā)明內(nèi)容
當(dāng)如上構(gòu)造的動力轉(zhuǎn)向裝置安裝在大型車輛上的時候，出現(xiàn)了各種不同的問題。
一個問題是當(dāng)齒條軸的直徑增大時會造成整個裝置的尺寸增大。由于齒條是在齒條軸上形成的，齒條軸需要很大的直徑，從而保持齒條的足夠強(qiáng)度。特別的，在大型車輛中，由于轉(zhuǎn)向阻力大，需要非常大直徑的齒條軸。然而，因為齒條軸和活塞桿如上所述結(jié)合，齒條軸的直徑增大，活塞桿的直徑也必須增大。
在這種情況中，不可能只增大活塞桿的直徑而不改變活塞的直徑。這是因為，如果只是活塞桿的直徑相對增大而不改變活塞的直徑，則活塞的壓力接受面積減小，從而無法提供想要的輸出。因此，齒條軸直徑的增大導(dǎo)致需要增大動力缸的直徑，從而引起整個裝置的尺寸的增大。
另一問題是，當(dāng)動力缸尺寸增加以產(chǎn)生增加的推力時，齒條軸必須增加直徑。這是因為，為了增加動力缸的推力，活塞桿的直徑必須相對于其強(qiáng)度等而增加?；钊麠U直徑的增加導(dǎo)致與活塞桿接合的齒條軸直徑的增加。大型車輛在動力缸方面尤其要求極大的推力。如果動力缸要求具有較大直徑的活塞桿，而該活塞桿的直徑大于為了確保齒條-齒輪機(jī)構(gòu)的齒條軸的強(qiáng)度而要求的直徑時，則該齒條軸的直徑超過了技術(shù)要求的限制，導(dǎo)致成本方面的不利。
也就是說，動力缸和齒條-齒輪機(jī)構(gòu)必須在尺寸技術(shù)要求上總是相等，這是因為活塞桿和齒條軸如先前所述的整體成形。這種對于它們都必須有相同技術(shù)要求的需求導(dǎo)致不可能響應(yīng)這樣的要求，例如根據(jù)車輛的型號僅增加動力缸的推力而不改變齒條軸的尺寸。
由于活塞桿和齒條軸在力作用方向上的差異而引起了另一問題。特別地，活塞桿是在軸向推力的作用下。另一方面，齒條軸另外在與軸向成直角的方向上的分力的作用下，因為齒條被齒輪壓靠以將齒輪與齒條沒有齒隙的嚙合。因而，分力也作用在活塞桿上。然而，例如當(dāng)活塞桿在與軸向成直角力的作用下時，會導(dǎo)致在活塞、活塞桿、密封件等上出現(xiàn)不平衡的磨損。
鑒于此，對于動力轉(zhuǎn)向裝置存在克服相關(guān)技術(shù)的上述問題的需求。本發(fā)明著手解決相關(guān)技術(shù)的這些需求以及其它需求，本領(lǐng)域技術(shù)人員將從下列公開中清楚這些。
本發(fā)明的一個目的是提供一種配置有活塞桿和齒條軸的動力轉(zhuǎn)向裝置，所述活塞桿和齒條軸彼此分開以解決上述的常規(guī)問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的另一方面提供一種配置有齒條-齒輪機(jī)構(gòu)的動力轉(zhuǎn)向裝置，以根據(jù)轉(zhuǎn)向輸入改變車輪的方向，并提供一種為齒條-齒輪機(jī)構(gòu)的操作提供動力輔助的動力缸。該動力轉(zhuǎn)向裝置包括齒條-齒輪機(jī)構(gòu)的齒條軸，從動力缸的兩端凸出并與齒條軸平行布置的活塞桿，以及其每一個都將齒條軸的兩端連接到活塞桿的兩端的連接件。
通過下列詳細(xì)說明并參考附圖所公開的本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚本發(fā)明的這些以及其它目的、特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)。


圖1示出了本發(fā)明實施例的截面圖。
具體實施例方式
將通過參考附圖解釋本發(fā)明的優(yōu)選實施例。從下列公開本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚的是，本發(fā)明的優(yōu)選實施例的下列說明僅提供作為解釋，而不是為了限制由所附權(quán)利要求及其等價所限定的本發(fā)明。
該優(yōu)選實施例說明了用于大型車輛的動力轉(zhuǎn)向裝置。
為車輛的轉(zhuǎn)向操作提供動力輔助的動力缸20包括汽缸筒1，可在汽缸筒1內(nèi)滑動的活塞2和固定到活塞2上的活塞桿3。
活塞桿3穿過汽缸筒1的兩端向外延伸。汽缸筒1的內(nèi)部被活塞2分成兩個汽缸內(nèi)腔1a和1b?；钊麠U3由軸承4和5可移動地支撐，軸承4和5分別提供在汽缸筒1的兩端。汽缸筒1固定在車體上(未示出)。
如后者所描述的，通過將壓力油選擇供給進(jìn)入汽缸內(nèi)腔1a、1b，活塞2在汽缸筒1內(nèi)移動從而使得活塞桿3在軸向移動。
從汽缸筒1凸出的活塞桿3的兩端通過連接件6和7連接到齒條-齒輪機(jī)構(gòu)21。連接件6和7的末端分別利用螺栓6a和7a可拆卸地連接到活塞桿3的相應(yīng)末端。
根據(jù)轉(zhuǎn)向操作改變車輪方向的齒條-齒輪機(jī)構(gòu)21包括齒條軸9。齒條軸9穿過固定在車體(未示出)上的支撐件8延伸，從而被支撐在其上。齒條軸9平行于活塞桿3被支撐。連接件6和7的另一末端分別連接到齒條軸9的兩端。因此，活塞桿3和齒條軸9彼此接合并在相同的方向移動相等距離。
在齒條軸9和連接件6與7之間的連接是可拆卸的。
齒條軸9的兩端分別連接到與車輪(未示出)連接的拉桿14和15上。該結(jié)構(gòu)使得齒條軸9可以在軸向移動時改變車輪(未示出)的方向。
齒條10形成在齒條軸9的側(cè)面并在軸向延伸。齒輪12與齒條10嚙合并固定到輸入軸11上。
輸入軸11可旋轉(zhuǎn)地支撐在齒條-齒輪機(jī)構(gòu)21的外殼24內(nèi)并連接到轉(zhuǎn)向輪(未示出)上。因此，輸入軸11在轉(zhuǎn)向輪的操作下旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)力被施加在齒輪12上使之旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)傳遞給與齒輪12嚙合齒條10，從而使得齒條軸9在軸向移動。
輸入軸11可操作地連接到轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測機(jī)構(gòu)22和閥機(jī)構(gòu)23上。
轉(zhuǎn)矩檢測機(jī)構(gòu)22檢測作用在輸入軸11上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)距。閥機(jī)構(gòu)23根據(jù)輸入軸11的旋轉(zhuǎn)方向開關(guān)，并根據(jù)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩控制供應(yīng)到動力缸20中的液壓流體的流速。
閥機(jī)構(gòu)23和汽缸筒1的汽缸內(nèi)腔1a和1b通過管16和17彼此連通。液壓流體通過管16和17供應(yīng)并排放。
從液壓源(未示出)供應(yīng)液壓流體，所述液壓源配置有通常由車輛的引擎驅(qū)動的液壓泵和容納液壓流體的容器。
活塞桿3和齒條軸9如上所述的彼此平行布置。輸入軸11的軸線平行于活塞桿3和齒條軸9的軸線所布置的平面布置。
輸入軸11向汽缸筒1延伸，作為該結(jié)構(gòu)的替代，輸入軸11也可以向相反方向即向齒條10延伸。
接著，將描述實施例的操作。一旦操作轉(zhuǎn)向輪(未示出)，則輸入軸11旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)力根據(jù)輸入軸11的旋轉(zhuǎn)方向施加到齒輪12上。一旦旋轉(zhuǎn)力施加到齒輪12上，齒輪12在旋轉(zhuǎn)方向驅(qū)動齒條軸9，同時轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測機(jī)構(gòu)22檢測對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)力施加到齒輪12上的轉(zhuǎn)矩。在轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測機(jī)構(gòu)22檢測到轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩后，閥機(jī)構(gòu)23根據(jù)輸入軸11的旋轉(zhuǎn)方向以達(dá)到所檢測轉(zhuǎn)矩的適合的供給流速將液壓流體供給到動力缸20。
特別地，動力缸20的汽缸內(nèi)腔1a和1b中的任何一個與油泵流體連通而另一個與油箱流體連通。因此，動力缸20的活塞2在這些油壓下移動，以便活塞桿3軸向移動。
只要活塞桿3如上所述在軸向移動，則通過連接件6和7連接到活塞桿3的齒條軸9也在同樣的軸向移動。此時齒條軸9移動的方向與和齒條10嚙合的齒輪12的旋轉(zhuǎn)方向一致。即，動力缸20為驅(qū)動齒條軸9的齒輪12提供動力輔助。
當(dāng)齒條軸9與齒輪12的旋轉(zhuǎn)這樣同步地進(jìn)行軸向移動時，拉桿14和15移動，從而改變車輪(未示出)的方向。
因此，根據(jù)本發(fā)明，既然活塞桿3和齒條軸9通過連接件6和7彼此可拆卸地連接，可能的是，彼此獨(dú)立地建立活塞桿3和齒條軸9的尺寸技術(shù)要求，從而引起尺寸設(shè)計柔性的增加。
為此，即使不替換齒條-齒輪機(jī)構(gòu)21，也可將不同容量的另一動力缸20與該齒條-齒輪機(jī)構(gòu)21接合以供使用。
例如，這消除了即使當(dāng)另一動力缸20的活塞桿3的直徑較大時使用較大直徑的齒條軸9的需求。因此，小直徑齒條軸9的使用使得整個動力轉(zhuǎn)向裝置的尺寸可以減小。此外，相同構(gòu)件可用于不同型號，使得具有成本優(yōu)勢。
因為平行布置的齒條軸9和活塞桿3的四個末端靠連接件6和7相應(yīng)地連接，活塞桿3的推力相等地作用在齒條軸9的兩端，并且動力缸20所產(chǎn)生的動力輔助力也有效地傳輸?shù)烬X條軸9而沒有成一定角度的分力作用到齒條軸線上。
此外，齒條軸9和活塞桿3平行布置，而配置有齒輪12的輸入軸11平行于齒條軸9和活塞桿3的軸線所布置的平面布置。因此，即使當(dāng)傳輸?shù)烬X輪12和齒條10之間的力引起出現(xiàn)在齒條軸9上的、與齒輪12和齒條10之間的嚙合表面成直角方向的分力時，該分力也不會作為直接彎曲活塞桿3的力。為此，不會施加與活塞桿3的軸向成直角方向的作用力，因此消除了在動力缸20的活塞2、活塞桿3、密封件等上的不平衡磨損的缺陷。
本申請要求日本專利申請No.2005-101163的優(yōu)先權(quán)。日本專利申請No.2005-101163全文在此參考引用。
雖然僅選擇了被選擇的優(yōu)選實施例解釋本發(fā)明，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員從該公開中應(yīng)當(dāng)清楚的是，在此可進(jìn)行各種變化和修改而不背離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍。另外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的前述說明僅提供作為說明而并不限制由所附權(quán)利要求及其等價所限定的本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種動力轉(zhuǎn)向裝置，配置有根據(jù)轉(zhuǎn)向輸入改變車輪方向的齒條-齒輪機(jī)構(gòu)，和為齒條-齒輪機(jī)構(gòu)的操作提供動力輔助的動力缸，該動力裝置包括齒條-齒輪機(jī)構(gòu)的齒條軸；從動力缸的兩端凸出并平行于齒條軸布置的活塞桿；以及分別將齒條軸的兩端連接到活塞桿的兩端的各個連接件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于各個連接件可拆卸地連接到活塞桿和齒條軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于布置在齒條-齒輪機(jī)構(gòu)輸入軸上的齒輪與布置在齒條軸上的齒條相嚙合；以及輸入軸布置在使得該輸入軸的軸線平行于活塞桿和齒條軸的軸線所在平面的位置上。
全文摘要
提供了一種用于根據(jù)轉(zhuǎn)向輸入而改變車輪方向的齒條－齒輪機(jī)構(gòu)(21)，以及為齒條－齒輪機(jī)構(gòu)(21)操作提供動力輔助的動力缸(10)。齒條－齒輪機(jī)構(gòu)(21)的齒條軸(9)和動力缸(20)的活塞桿(9)彼此平行地布置。齒條軸(9)的兩端和活塞桿(3)的兩端分別通過連接件(6，7)連接?；钊麠U(3)和齒條軸(9)彼此分開，因此增加了它們的設(shè)計適應(yīng)性。
文檔編號B62D3/12GK1840405SQ20061007103
公開日2006年10月4日 申請日期2006年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者新周治, 長谷川大樹, 筒井隆明 申請人:萱場工業(yè)株式會社