齿条和小齿轮机构专利检索-小齿轮脚踏车和非动力车辆专利检索查询-专利查询网

齿条和小 齿轮机构

阅读：696发布：2020-05-12

专利汇可以提供齿条和小齿轮机构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种齿条和小齿轮机构，包括：小齿轮轴，其上形成有小齿轮齿；齿条轴，其上形成有将与小齿轮齿啮合的齿条齿；按压部，按压部布置在齿条轴的与齿条轴形成齿条齿的一侧的相反的一侧且朝向小齿轮轴按压齿条轴；第一弹性体，通过弹性恢复力在接近小齿轮轴的方向上偏置按压部；和第二弹性体，通过弹性恢复力在远离小齿轮轴的方向上偏置按压部，并且在初始状态下，第一弹性体用来偏置按压部的第一偏置力大于第二弹性体用来偏置按压部的第二偏置力。，下面是齿条和小齿轮机构专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种齿条和小齿轮机构，包括：
小齿轮轴，其上形成有小齿轮齿；
齿条轴，其上形成有将与所述小齿轮齿啮合的齿条齿；
按压部，所述按压部布置在所述齿条轴的与所述齿条轴形成所述齿条齿的一侧的相反的一侧且朝向所述小齿轮轴按压所述齿条轴；
第一弹性体，通过弹性恢复力在接近所述小齿轮轴的方向上偏置所述按压部；和第二弹性体，通过弹性恢复力在远离所述小齿轮轴的方向上偏置所述按压部，其中，在初始状态下，所述第一弹性体用来偏置所述按压部的第一偏置力大于所述第二弹性体用来偏置所述按压部的第二偏置力，
其中，在所述初始状态下，作为所述第一偏置力与所述第二偏置力之间的差值且朝向所述齿条轴的第一差值偏置力作用于所述按压部，并且所述按压部以所述第一差值偏置力朝向所述小齿轮轴按压所述齿条轴，并且
其中，当分离所述齿条轴与所述小齿轮轴的分离力作用于所述齿条轴时，作为所述第一偏置力与所述第二偏置力之间的差值、朝向所述齿条轴且大于所述第一差值偏置力的第二差值偏置力作用于所述按压部，并且所述按压部以所述第二差值偏置力朝向所述小齿轮轴按压所述齿条轴。
2.根据权利要求1所述的齿条和小齿轮机构，进一步包括：
接受部，所述接受部布置成面向所述按压部，所述齿条轴插置于所述接受部与所述按压部之间，并且所述接受部与所述按压部一体成型，所述接受部接受所述第二弹性体的所述第二偏置力。
3.根据权利要求1所述的齿条和小齿轮机构，
其中，当所述齿条轴通过外力与所述小齿轮轴分离时，所述第二弹性体恢复到自然长度。
4.根据权利要求2所述的齿条和小齿轮机构，
其中，当所述齿条轴通过外力与所述小齿轮轴分离时，所述第二弹性体恢复到自然长度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的齿条和小齿轮机构，
其中，所述第一弹性体的第一弹簧刚性系数高于所述第二弹性体的第二弹簧刚性系数。

说明书全文

齿条和小 齿轮机构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种齿条和小齿轮机构。

背景技术

[0002] 车辆的转向装置具有用来将转向轮的旋转力转化成车辆宽度方向上的往复运动的齿条和小齿轮机构。齿条和小齿轮机构包括小齿轮轴和齿条轴，操作力(旋转力)输入到小齿轮轴中，且小齿轮轴具有小齿轮齿，而齿条轴具有要与小齿轮齿啮合的齿条齿。

[0003] 齿条和小齿轮机构还包括齿条导轨(按压部)和压缩线圈弹簧，齿条导轨以滑动方式接触齿条轴并朝向小齿轮轴按压齿条轴，而压缩线圈弹簧通过弹性恢复力朝向齿条轴偏置齿条导轨以防止小齿轮轴与齿条轴之间的齿隙(参见JP-A-2002-240723(专利文献1))。也就是说，齿条导轨通过压缩线圈弹簧的弹性恢复力朝向小齿轮轴持续按压齿条轴。也就是说，当齿条轴与小齿轮轴以良好状态啮合且所述轴之间的中心距离适当时，齿条导轨也向小齿轮轴按压齿条轴。

发明内容

[0004] 当出现分离齿条轴与小齿轮轴的大分离力例如从外部作用于齿条轴的危险时，可考虑一种结构来向小齿轮轴按压齿条轴以抵抗大的分离力，在所述结构中压缩线圈弹簧的导线杆制成较厚，从而增大压缩线圈弹簧的弹性恢复力。

[0005] 然而，当弹性恢复力如上文所描述增大时，正常状态(初始状态)下从齿条导轨到齿条轴的按压力也增大，因此，齿条轴在车辆宽度方向上的移动变得困难，且摩擦也增大。因此，出现转向轮的转向感觉变差的危险。

[0006] 鉴于以上内容，已做出本发明以提供一种齿条和小齿轮机构，其中用于向小齿轮轴按压齿条轴的按压力仅当分离齿条轴与小齿轮轴的大分离力作用于齿条轴时才增大，从而不会使正常状态下的转向感觉变差。

[0007] 根据本发明的实施例，提供一种齿条和小齿轮机构，所述齿条和小齿轮机构包括：小齿轮轴，其上形成有小齿轮齿；齿条轴，其上形成有将与小齿轮齿啮合的齿条齿；按压部，所述按压部布置在齿条轴的与齿条轴形成齿条齿的一侧的相反的一侧且朝向小齿轮轴按压齿条轴；第一弹性体，所述第一弹性体通过弹性恢复力在接近小齿轮轴的方向上偏置按压部；和第二弹性体，所述第二弹性体通过弹性恢复力在远离小齿轮轴的方向上偏置按压部，其中在初始状态下第一弹性体用来偏置按压部的第一偏置力大于第二弹性体用来偏置按压部的第二偏置力。

[0008] 根据以上结构，在初始状态下第一偏置力大于发第二偏置力，因此，第一偏置力与第二偏置力的差值偏置力作用于按压部。按压部利用差值偏置力朝向小齿轮轴按压齿条轴。当如上文所描述利用差值力朝向小齿轮轴按压齿条轴时，齿条轴的移动性和小齿轮轴的旋转性，即转向感觉在正常状态下不会变差。

[0009] 当分离齿条轴与小齿轮轴的大分离力作用于齿条轴且齿条轴和按压部在远离小齿轮轴的方向(稍后描述的实施例中的前侧)上移动时，第一偏置力随着第一弹性体收缩而增大，且第二偏置力随着第二弹性体接近自然长度而减小。因此，在朝向齿条轴的一侧上的、作用于按压部的差值偏置力(第一偏置力减去第二偏置力)增大。因此，按压部用来向小齿轮轴按压齿条轴的按压力增大。甚至当分离齿条轴与小齿轮轴的大分离力作用于齿条轴时，齿条轴被按压，且借助大的按压力返回到小齿轮轴，因此，几乎不会出现齿隙。

[0010] 同样优选地，应用一种进一步包括接受部的结构，所述接受部经布置以面向按压部且齿条轴插置于其间并与按压部一体成型，所述接受部接受第二弹性体的第二偏置力。

[0011] 根据所述结构，第二弹性体的第二偏置力可由经布置以面向按压部且齿条轴插置于其间的接受部接受。

[0012] 同样优选地，应用如下一种结构，其中当齿条轴通过外力与小齿轮轴分离时第二弹性体恢复到自然长度。

[0013] 根据以上结构，当第二弹性体恢复到自然长度时，第二弹性体的第二偏置力变为“0(零)”。因此，第一弹性体的第一偏置力不会被减小第二弹性体的第二偏置力，并且保持原样地作用于按压力。

[0014] 进一步优选地，应用如下一种结构，其中第一弹性体的第一弹簧刚性系数高于第二弹性体的第二弹簧刚性系数。

[0015] 根据本发明，能够提供一种齿条和小齿轮机构，其中向小齿轮轴按压齿条轴的按压力仅当分离齿条轴与小齿轮轴的大分离力作用于齿条轴时才增大，从而不会使正常状态下的转向感觉变差。附图说明

[0016] 图1为示出根据实施例的转向装置的结构的视图；

[0017] 图2为根据实施例的齿条和小齿轮机构的透视图；

[0018] 图3为根据实施例的齿条和小齿轮机构的截面图，所述截面图示出初始状态；

[0019] 图4为根据实施例的齿条和小齿轮机构的截面图，所述截面图示出齿条导轨在向前方向上移动的状态；和

[0020] 图5为根据修改示例的齿条和小齿轮机构的截面图，所述截面图示出初始状态。

具体实施方式

[0021] 将参照图1到图4来说明本发明的实施例。

[0022] (转向装置的结构)

[0023] 转向装置100为齿条和小齿轮型电机驱动式动力转向装置，属于小齿轮辅助型，其中向小齿轮轴10输入由电动机生成的辅助力。也可应用柱辅助型或齿条辅助型。另外，也可应用通过液压发动机来生成辅助力的液压式动力转向装置和并不配备电动机的手动转向装置。

[0024] 转向装置100包括由驾驶员操作的转向轮101、与转向轮101一体旋转的转向轴102、连接到转向轴102的下端的扭力杆103，以及在左右方向(车辆宽度方向)上延伸的小齿轮轴10和齿条轴20。

[0025] (齿条和小齿轮机构的结构)

[0026] 转向装置100包括齿条和小齿轮机构1，所述机构将来自转向轮101的旋转运动转化成左右方向上的往复运动。齿条和小齿轮机构1包括小齿轮轴10、齿条轴20、齿条导轨30、第一压缩线圈弹簧51(第一弹性体)、第二压缩线圈弹簧52(第二弹性体)和外壳60。

[0027] (小齿轮轴)

[0028] 小齿轮轴10为几乎在垂直方向上延伸的圆形杆状构件，所述构件的上端连接到扭力杆103。小齿轮齿11形成于小齿轮轴10的下端。小齿轮轴10通过轴承(未示出)以可旋转方式围绕轴线01由外壳60支撑。

[0029] 此外，蜗轮(未示出)以同轴方式固定到小齿轮轴10上。辅助力自电动机(未示出)输入到蜗轮(未示出)，以使得对应于扭力杆103生成的扭矩。

[0030] (齿条轴)

[0031] 齿条轴20为在左右方向上延伸的杆状构件，所述构件通过圆柱衬套(未示出)以可滑动方式容纳于外壳60中。齿条轴20的相应末端部分通过拉杆104连接到前轮105(转向轮)。

[0032] 当齿条轴20沿着在左右方向上延伸的轴线02移动时，前轮105的转向角度有所改变，从而转动前轮105。将与小齿轮齿11啮合的齿条齿21形成于齿条轴20中。实施例引用如下一种结构：其中齿条齿21的齿尖朝后面向，且齿条轴20与小齿轮轴10的前侧啮合。然而，也可应用如下一种结构，在该结构中，齿条齿21的齿尖朝前面向，且齿条轴20与小齿轮轴10的后侧啮合。

[0033] 本文中，举例来说，当前轮105与路边石碰撞时或当转向轮突然操作时，与小齿轮轴10分离的分离力作用在齿条轴20上。

[0034] (齿条导轨)

[0035] 齿条导轨30为在前后方向上延伸的具有圆柱形轮廓的构件，所述构件为朝向小齿轮轴10按压齿条轴20且在左右方向上导引齿条轴20以防止在小齿轮轴10与齿条轴20之间的齿隙的构件。齿条导轨30安置于左右方向(车辆宽度方向，齿条轴20的轴向方向)上不同于小齿轮轴10的位置(参见图1)。

[0036] 齿条导轨30包括安置于齿条轴前侧的齿条导轨本体31、安置于齿条轴20后侧的接受部32和两个连接部33。也就是说，在具有圆柱形轮廓的齿条导轨30中，在车辆宽度方向上延伸的插入孔34形成于前后方向上的几乎中间部分，其中齿条齿20插入所述插入孔。在本文中，齿条齿21的相反侧为前侧。

[0037] 应注意，在这种情况下，引用齿条导轨本体31、接受部32和连接部33一体成型的结构作为实例。然而，也可应用齿条导轨本体31和接受部32由不同构件形成且通过借助两个连接构件进行连接来整合的结构。

[0038] (齿条导轨本体)

[0039] 齿条导轨本体31为安置于齿条轴20前侧且接受第一压缩线圈弹簧51的第一向后偏置力F51的部分。齿条导轨本体31为导引齿条轴20同时朝向小齿轮轴10按压齿条轴20的按压部。也就是说，齿条导轨本体31在前后方向上安置于与齿条齿21相反的一侧。

[0040] 齿条导轨本体31的后侧在侧面截面视图(左右方向上的截面视图)中切割为半圆形状，且形成具有半弧形状的滑动表面31a。滑动表面31a为在齿条轴20的前表面上形成滑动接触以导引齿条轴20的导引表面。当齿条轴20如上文所描述以滑动方式接触半弧形滑动表面31a时，齿条轴20被平滑地导引而并不垂直移动。用于减小相对于齿条轴20的摩擦的树脂层31b形成于滑动表面31a。

[0041] 两个O形环41和41附接到齿条导轨本体31的外周表面。两个O形环41和41在前后方向上以两个阶层布置，从而在齿条导轨本体31与外壳60之间进行密封。

[0042] (接受部)

[0043] 接受部32为接受第二压缩线圈弹簧52的向前偏置力的部分，所述部分布置于齿条轴20的后侧，也就是布置于齿条齿21侧。也就是说，接受部32经布置以面向齿条导轨本体31，齿条轴20在前后方向上插置于其间。如下文所描述，接受部32与齿条导轨本体31一体成型，且第二压缩线圈弹簧52的第二向前偏置力F52通过接受部32和连接部33传递到齿条导轨本体31。

[0044] 两个O形环42和42附接到接受部32的外周表面。两个O形环42和42在前后方向上以两个阶层布置，从而在接受部32与外壳60之间进行密封。

[0045] (连接部)

[0046] 两个连接部33和33为在前后方向上连接齿条导轨本体31和接受部32的部分。因此，齿条导轨本体31和接受部32在前后方向上整体地移动。

[0047] (第一压缩线圈弹簧)

[0048] 第一压缩线圈弹簧51为经布置以在外壳60内部在前后方向上延伸且通过其弹性恢复力向后侧(接近小齿轮轴10的一侧)偏置齿条导轨本体31的第一弹性体。第一压缩线圈弹簧51以收缩方式提供于齿条导轨本体31与螺拧到外壳60的第一顶盖63之间。第一顶盖63与外壳60之间的部分由O形环63a密封。

[0049] (第二压缩线圈弹簧)

[0050] 第二压缩线圈弹簧52为经布置以在外壳60内部在前后方向上延伸且通过弹性恢复力向前侧(远离小齿轮轴10的一侧)偏置接受部32(齿条导轨本体31)的第二弹性体。第二压缩线圈弹簧52以收缩方式提供于接受部32与螺拧到外壳60的第二顶盖64之间。第二顶盖64与外壳60之间的部分由O形环64a密封。

[0051] (第一压缩线圈弹簧和第二压缩线圈弹簧的偏置力)

[0052] 在初始状态(正常状态)下，第一压缩线圈弹簧51在初始状态(正常状态)下用来在向后方向上朝着向后方向偏置齿条导轨本体31的第一偏置力F51大于第二压缩线圈弹簧52用来在向前方向上偏置接受部32的第二偏置力F52(F51>F52)。

[0053] 本文中，初始状态是指小齿轮轴10(转向轮101)的中立状态，在这种状态下并无外力输入到齿条轴20(设定状态)。第一偏置力F51给定为第一压缩线圈弹簧51的第一弹簧刚性系数K51(弹簧常数)与从第一压缩线圈弹簧51的自然长度的压缩长度L51的乘积。(F51＝K51L51)。第二偏置力F52给定为第二压缩线圈弹簧52的第二弹簧刚性系数K52(弹簧常数)与从第二压缩线圈弹簧52的自然长度的压缩长度L52的乘积。(F52＝K52L52)。

[0054] 当第一偏置力F51如上文所描述大于第二偏置力F52时，齿条导轨30以差值偏置力F30(F30＝F51-F52)向小齿轮轴10偏置齿条轴20。因此，齿条轴20的齿条齿21以良好状态与小齿轮轴10的小齿轮齿11啮合，从而防止齿隙。

[0055] (第二压缩线圈弹簧的自然长度)

[0056] 如图4所示，第二压缩线圈弹簧52经配置以当齿条轴20例如通过向前外力向前移动以与小齿轮轴10分离且齿条齿21与小齿轮齿11之间的空间S1增大但仍维持啮合状态时恢复到自然长度(自由长度)。自然长度为压缩负荷或拉伸负荷不起作用的状态下的弹簧长度。当齿条导轨进一步向前移动时，第二压缩线圈弹簧52与接受部32之间形成空间S2。

[0057] 当第二压缩线圈弹簧52如上文所描述返回到自然长度时，向前的第二偏置力F52变为“0(零)”，且向后的第一偏置力F51保持原样地作用于齿条导轨30。也就是说，第一偏置力F51并未被减小第二偏置力F52，且大的第一偏置力F51作用于齿条导轨30，因此，齿条导轨30在向后方向上以大的第一偏置力F51朝向小齿轮轴10按压齿条轴20，且齿条轴20立即返回到后侧。

[0058] (第一压缩线圈弹簧和第二压缩线圈弹簧的弹簧刚性系数)

[0059] 第一压缩线圈弹簧51的第一弹簧刚性系数K51高于第二压缩线圈弹簧52的第二弹簧刚性系数K52(K51>k52)。第一压缩线圈弹簧51的第一弹簧刚性系数K51通过改变形成第一压缩线圈弹簧51的导线杆的厚度和材料来适当调整。这也适用于第二压缩线圈弹簧52的第二弹簧刚性系数K52。因此，当齿条导轨30向前移动时，生成较大的向后的第一偏置力F51，且齿条导轨30以较大的第一偏置力F51朝向小齿轮轴10按压齿条轴20。

[0060] (外壳)

[0061] 外壳60为容纳小齿轮轴10的下端部分、齿条轴20和齿条导轨30的壳。外壳60通过支架(未示出)等固定到车身。在左右方向上穿透的第一通孔61形成于外壳60中(参见图1)。第一通孔61为齿条轴20插入其中的孔。

[0062] 在前后方向上穿透的第二通孔62也形成于外壳60中(参见图2)。第二通孔62为齿条导轨30插入其中的孔，所述孔为在前后方向上导引齿条导轨30的孔。

[0063] (齿条和小齿轮机构的操作和效果)

[0064] 根据具有以上结构的齿条和小齿轮机构1，可获得以下操作和效果。

[0065] 当在初始状态下第一偏置力F51大于第二偏置力F52时，朝向齿条轴20且等于第一偏置力F51与第二偏置力F52之间的差值的差值偏置力F30(F30＝F51-F52)作用于齿条导轨30。齿条导轨30以差值偏置力F30朝向小齿轮轴10按压齿条轴20。因此，齿条轴20的移动性和小齿轮轴10的旋转性不会减小，因此，正常状态下的转向感觉不会变差。

[0066] 另一方面，当分离齿条轴20与小齿轮轴10的分离力例如自外部作用于齿条轴20时，且当齿条轴20和齿条导轨30在远离小齿轮轴10的向前方向上移动时，第一偏置力F51随着第一压缩线圈弹簧51收缩而增大，且第二偏置力F52随着第二压缩线圈弹簧52接近自然长度而减小。

[0067] 因此，朝向齿条轴20且将作用于齿条导轨30的向后差值偏置力F30(F30＝F51-F52)增大。因此，向小齿轮轴10按压齿条轴20的按压力增大。因此，齿条轴20被压向小齿轮轴10，且几乎不会出现齿隙。

[0068] (修改实例)

[0069] 上文已解释本发明的一个实施例，但本发明并不限于此，且可例如如下文所描述更改。

[0070] 已引用如下结构作为实例，在所述结构中本发明应用于具有一个小齿轮轴10的转向装置100，辅助力输入到所述小齿轮轴。除了这个实例，在设有不同于辅助力输入到的小齿轮轴10的小齿轮轴的结构中，本发明也可应用于另一小齿轮轴与齿条轴20啮合的部分。也就是说，本发明可应用于双小齿轮型转向装置100。

[0071] 尽管已在以上实施例中引用第一弹性体和第二弹性体由压缩线圈弹簧形成的结构作为实例，也可应用弹性体由蝶形弹簧形成的结构。进一步优选地，应用第一弹性体和第二弹性体采用由橡胶制成的橡胶体形成的结构，且在应用这个结构的情况下，偏置力可通过改变橡胶体的材料、轴向方向的长度、直径等来适当改变。

[0072] 进一步优选地，应用如图5所示的结构。也就是说，第二压缩线圈弹簧52布置于齿条轴20的前侧，所述前侧与第一压缩线圈弹簧51处于相同侧。第二压缩线圈弹簧52以收缩方式设于肩件部35与突出壁部65之间，其中肩件部35形成为在齿条导轨本体31中具有部分大直径，且突出壁部65在第二通孔62的内周表面内部在径向方向上向内突出。

标题	发布/更新时间	阅读量
齿条和小齿轮机构	2020-05-12	696
齿条与小齿轮转向装置	2020-05-12	221
行星齿轮的小齿轮轴支承结构	2020-05-12	33
小齿轮内孔珩绞刀具	2020-05-13	50
小倾角传动齿轮箱	2020-05-13	920
小齿轮轴	2020-05-11	725
小齿轮组件	2020-05-11	153
环形齿轮/小齿轮设计	2020-05-11	643
小齿轮	2020-05-11	305
小惰齿轮	2020-05-12	332

齿条和小齿轮机构

齿条和小齿轮机构

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：