[发明专利]车辆转向助动器

说明书

本发明涉及一种车辆转向助动器；尤其是可以根据车速的高低通过液压驱动器提供不同助动力的转向助动器。

有一种现有的转向助动器，它采用液压驱动器作为动力源，包括一个旋转阀，该旋转阀用于限定一个液压通道，液压泵的工作油通过该液压通道提供给液压驱动器并且控制通向液压驱动器的工作油的流速。该旋转阀包括两部分，即转子和套筒，转子设置在输入轴上，而套筒则安装在助动器的输出轴上。输入轴固定在方向盘上；输出轴通过转向齿轮、转向机构或相当的部件而与一对驱动轮相连。由于输出轴和输入轴是通过弹性元件相连的，如通过扭力轴相连，当在方向盘上施加一个转向力矩时，在转子和套筒之间就会产生相对角位移。旋转阀根据相对角位移的方向，即顺时针或逆时针，确定通向液压驱动器的工作油的通路，并且根据相对角位移的大小控制通向液压驱动器的流速，从而产生一个适当大小的转向助动力。

正如所熟知的那样，车辆转向所需的力与和车轮相接触的路面对车辆所施加的反作用力成正比；而该反作用力随着车速的提高而减小。换句话说，随着车速的提升，操纵方向盘所需的力会减小。因此，当车辆高速行驶时，液压驱动器没有必要提供大的助动力。过大的助动力还会影响到车辆转向的安全性。

相应地，已经提出了各种方案在转向助动器中根据车速的不同改变助动力的大小。其中有一个方案包括一套约束机构和一个反应压力控制阀，其中的反应压力控制阀用于产生与车速成正比的反应压力，而约束机构用于限制旋转阀的相对角位移，当来自反应压力控制阀的反应压力增大并施加至旋转阀时，就会产生这种相对角位移，从而相应地调节了助动力。

在日本公开出版物第Sho 61-202976号(Japanese Laid-Open Publication No.Sho 61-202976)中公布了具有上述方案的转向助动器。在该转向助动器中，轴箱共具有四个通路，其输出轴与轴箱相连，中心输入轴也安装在该轴箱上。轴箱的四个通路径向地分布在轴箱的内侧，每个通路都设有一个柱塞，该柱塞可内外滑动。另外，每个柱塞在其端面上都有一个半球形的凸头，中心输入轴上具有四个与半球形凸头相配合的凹陷。

然而，在上述的转向助动器中，存在着种种结构上的不足，数个滑动柱塞很难制造，轴箱上的通路也很难加工。例如，由于每个柱塞要根据通路中的工作油所施加的压力而内外移动，每个柱塞和通路之间的间隙就必须非常小，要有极高的配合精度才能防止工作油的泄漏。这些柱塞和通路都是很难加工至标准精度的，因而，整个的生产成本就加大了。

因此，本发明的基本目的是提供一种转向助动器，它能够根据需要提供优化的助动力的数值，并且可降低生产成本和缩短生产周期。

根据本发明的一个方面，提供了一种车辆用的转向助动器，包括一个输入轴、一个输出轴、一个旋转阀、一个反应压力控制阀和一个约束机构，输入轴与方向盘相连，输出轴与一对驱动轮相连，反应压力控制阀用于产生与车速成正比的适当的反应压力，约束机构用于根据反应压力来控制液压助动力的大小，其中的约束机构包括：一个圆筒形的反应活塞、把反应活塞支撑在输入轴上的元件、和至少一个半球形的凸头，反应活塞具有一个反应表面和至少一个V形的凹陷，反应压力作用于反应表面上以使反应活塞有向下偏置的趋势，而V形的凹陷设置在下部裙部的底面上，反应活塞以如此的方式支撑在输入轴上，就是反应活塞可以相对于输入轴垂向地移动，而在周向上反应活塞则锁定在输入轴上，半球形的凸头设置在输入轴的中段的一个表面上以容纳在V形的凹陷中。

本发明的上述的和其他的目的及特征可以结合附图通过下文所述的实施例得以更清楚的解释，其中：

图1是根据本发明的转向助动器的纵向横截面图；

图2A是在本发明中采用的输入轴、输出轴及约束机构的分解透视图；

图2B是图2A沿2b-2b线的水平横截面图，图示了装配状态下的约束机构；

图3是在本发明的转向助动器中采用的反应压力控制阀的总体截面图；

图4是在本发明的转向助动器的反应压力控制阀中数个销和阀柱塞之间关系的示意图；

图5是在本发明的转向助动器的约束机构中采用的反应活塞的示意图；和

图6图示了反应活塞和本发明的转向助动器的约束机构的半球形的凸头。