[发明专利]用于转向装置的支撑轭的自动间距补偿器

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种支撑轭的自动间距补偿器，该自动间距补偿器用于齿条/小齿轮(rack/pinion)架构的转向装置，在不需要其它的调整操作的情形下，利用弹簧以及凸轮机构来自动补偿支撑轭产生的间距。

【背景技术】

在开车时，驾驶者操控转向装置来改变前轮的转动中心以控制车辆行进方向。图1是传统车用转向装置的结构图，图2是传统具有齿条/小齿轮(rack/pinion)的齿轮箱的侧视图。如图1所示，传统车用转向装置100包括方向盘(steering wheel)100、连接于方向盘100的转向轴(steering shaft)105、转向柱(steering column)103、齿轮箱130、具有内球型接头135的齿条杆(rackbar)140、连接棒(tie rod)150、连接于连接棒150一端的外球型接头155以及用来收纳齿条杆140的中空套管170。转向柱130用来固定转向轴105于底盘(chassis)上。齿轮箱130包括齿条齿轮110与小齿轮120，其用来将转向轴105的转动力量转换成线性运动。连接棒150可连接于内球型接头135。此外，连接棒150尚可利用外球型接头155连接于轮胎158的关节部件150。

传统齿轮箱130包括小齿轮轴276、齿条杆140、支撑轭(yoke)260、弹簧263、支撑轭栓塞265以及齿条壳体270。齿轮箱130用来将转向轴105的转动力量转换成线性运动以及交互运动。

小齿轮轴276经由输入轴275接收来自于转向轴105的转动力量，并将该转动力量传送至齿条杆140。小齿轮轴276透过扭条(torsion bar)273连接于输入轴275，而嵌合于齿条齿轮110的小齿轮120则是形成于小齿轮轴276的一端。

齿条杆140是配合于小齿轮轴276，用以将转动力量转换成线性运动。长条状的齿条杆140设于车辆的前轮之间，其两端各包括一内球型接头135。与小齿轮轴276配合的齿条齿轮110则是形成于两内球型接头135之间。

支撑轭260则是用来减少齿条杆140和小齿轮轴286间的间距以达到平缓转移力量的目的。支撑轭260位于齿条杆140的后表面上，也就是相对于形成齿条杆140的那一面。支撑轭260是插入于齿条壳体270的中空套管170内，故可向前或向后移动。

支撑轭260呈柱状，故可在齿条壳体270内向前或向后滑动。而支撑轭260在接触于齿条杆140的前端设有半球状的沟槽，这是为了能更紧密接触齿条杆140的后表面。

为了让齿条杆140与小齿轮轴276彼此能更紧密的接触以增加力量转换效率，设置于支撑轭260后表面的弹簧263可产生预定程度压力来推动支撑轭260，因此可补偿齿条杆140和小齿轮轴286间的间距。

实际上，支撑轭260会产生相对于齿条杆140后表面的摩擦力，因此为了防止齿条杆140的磨耗以及因摩擦产生的噪音，支撑轭260的材质一般是用较软的塑料而非金属。

弹簧263的功能是施加压力，使得支撑轭260与齿条杆140彼此能更紧密的接触，一般常用的弹簧263是线圈状弹簧(coil spring)。设置于弹簧263后面的支撑轭栓塞265则是用以支撑弹簧263。

支撑轭栓塞265是用以支撑弹簧263，使得弹簧263可以施力于支撑轭260。支撑轭栓塞265具有传统的公螺纹，因此可与具有母螺纹的齿条壳体270组装结合。支撑轭栓塞265的后表面形成一沟槽，所以可将扳手(wrench)插入该沟槽内。因此在组装支撑轭栓塞265之后，或是齿条杆140与小齿轮轴276之间有间距产生时，利用扳手拴紧支撑轭栓塞265就可以调整弹簧263的作用力。

总之，支撑轭260、弹簧263与支撑轭栓塞265是用来支撑齿条杆140的零件。一旦齿条杆140与小齿轮轴276之间有间距时，会利用弹簧263施力于支撑轭260的方式来补偿，在图1中，支撑轭栓塞265与支撑轭260的间距A大约有0.05厘米。然而，经历长时间的运作后，支撑轭260会逐渐朝齿条杆140的方向移动，如此一来，支撑轭栓塞265与支撑轭260的间距A会逐渐加大。一旦间距A加大至0.15厘米，就容易因震动产生噪音。另一方面，即使间距A并没有增加，当车辆行驶于不规则路面时，齿条杆140也会因轮胎158施加于齿条杆140的反方向作用力而发生弹性变形，使得该作用力施加于支撑轭260上而产生噪音。

【发明内容】