齿轮阀体及具有该齿轮阀体的车用齿轮阀组件

摘要

本发明揭示了一种齿轮阀体以及具有该齿轮阀体的一种车用齿轮阀组件。该齿轮阀体具有一下套筒，该下套筒通过烧结工艺与上花键一体成型，以防止漏油。因此，本发明不需如现有技术般再单独制造一分离的下套筒，并且也不需在齿轮阀体上加工相应的与下套筒配合的部分以及压接组装下套筒，从而可有效减少制造步骤及成本。

权利要求

1.一种用于具有助力缸的液压动力转向装置中的齿轮阀体，该助力缸具有一左压力室与一右压力室，该齿轮阀体包括：外径部，具有多个沿周向形成的O形圈槽、用于接收来自油泵的油的供给孔以及用于将油分别排出至左压力室与右压力室的左排出孔与右排出孔；

内径部，具有多个凸起部与多个花键，所述供给孔穿透所述凸起部，所述花键沿径向凹入并与所述凸起部交替形成，所述左排出孔与右排出孔穿透所述花键；

一下部；以及

一上部，具有从内径部沿径向向外延伸的一套筒装配部；

其特征在于：所述下部具有一座体、一凹槽及一销孔，所述座体从内径部的花键与从花键延伸出的凸起部相结合的地方沿径向向外延伸出，所述凹槽位于座体的下方并从内径部的圆周面沿径向向外延伸，所述销孔形成在所述凹槽的末端，所述内径部在座体下方的圆周面形成了一短槽，所述短槽朝向销孔的对侧偏离于外径部的中心，以使齿轮阀体的下部在内径部与外径部之间具有不同的厚度，所述销孔位于较厚侧而销孔的相对侧最薄。

2.如权利要求1所述的齿轮阀体，其特征在于：所述下部具有一装配槽及两斜面，所述装配槽设在销孔的相对侧，所述两斜面分别从装配槽的两相对端向下部的底端倾斜延伸。

3.一种用于具有助力缸的液压动力转向装置中的齿轮阀组件，该助力缸与齿杆的齿条相连接以提高驾驶者的转向力，该齿轮阀组件包括：一中空输入轴，随同一转向轴旋转；

一扭杆，插入所述输入轴内并且其顶端通过销固定于输入轴上；以及一齿轮轴，压接于所述扭杆的下端并与所述齿杆的齿条相啮合；

其特征在于：该齿轮阀组件进一步包括如权利要求1或2所述的一齿轮阀体，所述齿轮阀体套设在所述输入轴上。

说明书

齿轮阀体及具有该齿轮阀体的车用齿轮阀组件

技术领域

[0001] 本发明的实施例涉及一种齿轮阀体以及具有该齿轮阀体并用于汽车液压动力转向装置中的一种车用齿轮阀组件，特别是关于一种其下套筒通过烧结工艺与花键一体成型以防止漏油的齿轮阀体，以及具有该齿轮阀体的一种车用齿轮阀组件，以避免常规为分离状态的花键与下套筒的单独加工、相关的齿轮阀体上的下套筒配合区的另外加工以及下套筒的压接组配，从而可有效减少加工步骤与成本。

背景技术

[0002] 一般而言，汽车的转向装置是用于依驾驶者的意愿通过绕前轮的旋转轴同方向转动前轮来实现汽车方向的改变。

[0003] 同时，动力转向装置通过一助力装置来协助驾驶者对汽车方向盘进行操作，该助力装置可增加用于改变汽车方向的转向力。

[0004] 这种动力转向装置通常可被分为液压动力转向装置HPS(Hydraulic Power Steering Apparatus)与电控动力转向装置EPS(Electric Power Steering Apparatus)两种。在液压动力转向装置中，与发动机旋转轴相连接的一油泵将驱动液提供给与齿杆相连接的一助力缸，以使得驾驶者可借助于助推力来实现转向。

[0005] 相比之下，除油泵与助力缸外，电控动力转向装置还具有一齿杆或安装于支柱上的一电动机以及用于转向机动操作的一电子控制单元ECU(Electronic Control Unit)。虽然近来的趋势显示出电控动力转向装置的使用在增多，但大多数汽车配置的仍为液压动力转向装置。

[0006] 图1为一种汽车液压动力转向装置100的立体图，图2则为图1的部分剖视图。该液压动力转向装置100被安装于一转向轴(未图示)的下端，该转向轴上安装有方向盘(未图示)。如图所示，该液压动力转向装置100包含一用于在转向时控制驱动液的方向的齿轮阀组件120以及一用于施加驱动力于拉杆115上的助力140。该助力140可因应齿轮阀组件120的动作而对汽车方向盘(未图示)进行操纵。

[0007] 该液压动力转向装置100包含一液压系统，其中油泵130提供的驱动液可被传送至齿轮阀组件120，随后因应转向轴的旋转方向被选择性地输送至位于助力140(内有活塞)两相对侧的压力室205、210内，以协助驾驶者的机动转向。驱动液随后自齿轮阀组件120流回至储油桶131而停止驱动，最后通过一输入管132返回至油泵130。

[0008] 图3A为现有的汽车液压动力转向装置中使用的一种齿轮阀组件的剖视图，图3B则为现有的一种齿轮阀体的剖视图。

[0009] 如图3A所示，该齿轮阀组件120具有与方向盘(未图示)相关联而可旋转的一中空输入轴320、插入输入轴320内并且其顶端通过销315固定于输入轴320上的一扭杆310、压接于扭杆310的下端并与助力缸的齿杆355的一齿条相啮合的一齿轮轴350，以及通过销347固定于齿轮轴350的上端并套置于输入轴320上的一齿轮阀体340。

[0010] 这样构成的液压动力转向装置可提高手动转向力。当受压于油泵(未图示)并通过一供给口345自油泵供给的驱动液经由一左管口335a或一右管口335b被选择性地输送至一左压力室或一右压力室(参见图2中的容室205、210)内时，该手动转向力可使一转向轴(未图示)随同齿轮阀组件120的输入轴320一起旋转。

[0011] 如图3B所示，现有液压动力转向装置的齿轮阀体340的成型过程为：车削一中空圆柱钢件，以加工出其内表面与外表面；随后铰孔或开槽，以形成一销孔360、多个O形圈槽380、一供给孔311、一左排出孔313及一右排出孔315等。之后，齿轮阀体340需与上、下套筒370压接配合，用以防止漏油。由于车削、铰孔或开槽增加了加工工序及元件的总数，从而导致了较高的材料成本以及额外的加工成本。

发明内容

[0012] 为了解决这些问题，本发明的目的在于提供一种齿轮阀体以及具有该齿轮阀体的一种车用齿轮阀组件。该齿轮阀体具有一下套筒，该下套筒通过烧结工艺与上花键一体成型，以防止漏油。因此，本发明不需再通过铰孔或开槽额外加工花键以及通常为分离状态的下套筒的单独加工，并且也不需在齿轮阀体上加工相应的与下套筒配合的部分以及压接组装下套筒，从而可有效减少制造步骤及成本。

[0013] 为实现上述目的，本发明提供一种用于具有助力缸的液压动力转向装置中的齿轮阀体，该助力缸具有一左压力室与一右压力室，该齿轮阀体包括：

[0014] 外径部，具有多个沿周向形成的O形圈槽、用于接收来自油泵的油的供给孔以及用于将油分别排出至左压力室与右压力室的左排出孔与右排出孔；内径部，具有多个凸起部与多个花键，所述供给孔穿透所述凸起部，所述花键沿径向凹入并与所述凸起部交替形成，所述左排出孔与右排出孔穿透所述花键；一下部，具有一座体、一凹槽及一销孔，所述座体从内径部的花键与从花键延伸出的凸起部相结合的地方沿径向向外延伸出，所述凹槽位于座体的下方并从内径部的圆周面沿径向向外延伸，所述销孔形成在所述凹槽的末端；以及一上部，具有从内径部沿径向向外延伸的一套筒装配部。

[0015] 此外，本发明还提供一种用于具有助力缸的液压动力转向装置中的齿轮阀组件，该助力缸与齿杆的齿条相连接以提高驾驶者的转向力，该齿轮阀组件包括：

[0016] 上述齿轮阀体；一中空输入轴，随同一转向轴旋转，其上套设有上述齿轮阀体；一扭杆，插入所述输入轴内并且其顶端通过销固定于输入轴上；以及一齿轮轴，压接于所述扭杆的下端并与所述齿杆的齿条相啮合。

[0017] 与现有技术相比，本发明齿轮阀体具有一体成型的一下套筒，该下套筒是用烧结工艺与花键一体成型以防止漏油。因此，本发明不需如现有技术般再单独制造一分离的下套筒，并且也不需在齿轮阀体上加工相应的与下套筒配合的部分以及压接组装下套筒，从而可有效减少齿轮阀体的制造步骤及成本。

[0018] 以下结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

[0019] 本发明的上述及其它目的、特征及优点将由与附图结合的以下详细说明中得以清楚呈现，其中：

[0020] 图1为一种汽车液压动力转向装置的立体图。

[0021] 图2为该汽车液压动力转向装置的部分剖视图。

[0022] 图3A为现有的汽车液压动力转向装置中使用的一种齿轮阀组件的剖视图。

[0023] 图3B为现有的一种齿轮阀体的剖视图。

[0024] 图4为根据本发明第一实施例的一种用于液压动力转向装置中的齿轮阀体的平面图。

[0025] 图5为沿图4中的剖面线A-A所得的部分剖视图。

[0026] 图6为根据本发明第二实施例的一种用于液压动力转向装置中的齿轮阀体的仰视图。

[0027] 图7为沿图6中的剖面线B-B所得的部分剖视图。

[0028] 图8为根据本发明第二实施例的一种用于液压动力转向装置中的齿轮阀体的下部的部分立体图。

具体实施方式

[0029] 在下文中，将结合附图对本发明的例示性实施例进行描述。在以下描述与图示中，不同图示中的相同或相似元件将以相同标号表示。此外，在本发明的下述描述中，对于采用的已知功能及结构，当对其的详细描述可能会模糊本发明的主题时，相关描述将被省略。

[0030] 此外，在描述本发明的元件时，可能会采用第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。这些术语的使用仅是为了便于区分不同的元件，而并非意在说明种类、顺序、次序或其它。当一元件被描述成是与另一元件相“连接”、“结合”或“连结”时，可以理解的是，它们两者不仅可按字面意思理解为直接相连，而且也可有另外的元件连接于其中。

[0031] 图4为根据本发明第一实施例的一种用于液压动力转向装置中的齿轮阀体400的平面图。图5为沿图4所示的齿轮阀体400的剖面线A-A所得的部分剖视图。如图所示，本发明的齿轮阀体400为一中空圆柱结构，具有外径部410、内径部430、一下部450及一上部470。在外径部410的外径面上设有多个O形圈槽380以及形成在O形圈槽380间并连通外径部410与内径部430的多个通孔。

[0032] 特别地，外径部410的上部与下部的中间设有一用于接收来自油泵的油流的供给孔311以及一对用于将油排出至左、右压力室的左、右排出孔313、315，以通过因应输入轴的旋转将油从油泵传送至左、右压力室(参见元件205、210)来协助提高驾驶者的手动转向力。

[0033] 在内径部430上，供给孔311与左、右排出孔313、315可以是敞开的，其中供给孔311相对于多个内花键431位于凸起部433上。这些内花键431具有一定深度并沿齿轮阀体400的周向等距间隔开。

[0034] 花键431上有左、右排出孔313、315，其下端与凸起部433相结合。具有一较大直径的一环形座体435从凸起部433延伸出。

[0035] 与图3B所示的齿轮阀体340的对应部分相比较，本发明齿轮阀体400的下套筒是以烧结工序一体形成的，用以替代现有的套筒370，从而不用再车削齿轮阀体400的内表面，通过铰孔或开槽加工内花键431，在如图3B所示的齿轮阀体340上成型与套筒配合的下部375及其它元件，并且也不用再压接组装套筒370。

[0036] 齿轮阀体400的一端具有销孔360，用于供一连接销穿入而将一齿轮轴固定到齿轮阀体400上。齿轮阀体400另一相对的上端470设有一直径比内径部430大的套筒装配部471，以形成供上套筒370压接配合的一承座。

[0037] 另外，环形座体435位于凹槽形的花键431与凸起部433的接合处，其作用为一下套筒。由于组装时环形座体435可使阀体400安置于齿轮轴上，因此可防止花键431内的油漏出至阀体下部450。

[0038] 图6为根据本发明第二实施例的一种用于液压动力转向装置中的齿轮阀体400的仰视图。图7为沿图6中的剖面线B-B所得的部分剖视图。图6所示的齿轮阀体400如参照图8所示的立体图将更为容易理解。

[0039] 如图6与图7所示，该齿轮阀体400设有一装配槽453，其与销孔360径向相对而形成在下部450的一侧。两斜面455分别从装配槽453的两侧延伸出并延伸至下部450的底端。此外，通过成型下部450时变化其厚度，使销孔360周围的区域较厚而装配槽453周围的区域较薄，可使位于齿轮阀体400下侧部的销孔360以及相对的装配槽453具有不同的成型深度，以增强销孔360对方向盘旋转时带来的负载的承载力。

[0040] 在图6中，当从下部450观察时，可看到环形座体435的下外径面是朝向装配槽453偏离于齿轮阀体400的外径中心。因此，环形座体435类似于一短圆槽，其下内径面对应于销孔360与装配槽453的相应位置处具有相同的半径。

[0041] 如此成型的斜面455与装配槽453可作为下部450相对较薄处的一种防破坏装置，也可作为一导引装置，用于导引阀体400接合于齿轮轴上。另一方面，齿轮轴在其上部可额外设置一肋状突起(未图示)，该突起在插入装配槽453前将沿斜面455被导引。

[0042] 虽然在图示中齿轮轴上未示出该肋状突起，但由于该突起可任意地形成在齿轮轴上，因此本发明可由齿轮阀体400与齿轮轴两者的组合来构成。这是因为斜面455与装配槽453已足够加固齿轮阀体400，并且可额外导引齿轮阀体400安装至齿轮轴上，不管齿轮轴上是否设有肋状突起。

[0043] 图8为根据本发明第二实施例的一种用于液压动力转向装置中的齿轮阀体的下部的部分立体图。

[0044] 在图8中，为方便起见，齿轮阀体400的下部450是面朝上的。如图所示，该下部450在其圆周一侧设有凹槽457以及销孔360，其中该凹槽457从底部(图示为顶部)内缘径向延伸，该销孔360则形成在凹槽457的上端并穿透下部450。当从齿轮阀体400的中心观察时，可见三角形或梯形的凹槽457在其内径侧与销孔360相融合。在此，需特别说明的是，为便于说明及简略起见，图7所示齿轮阀体400的剖视图中，下部450上相对侧所设的凹槽457、销孔360与装配槽453、斜面455被同时示出。

[0045] 该三角形或梯形的凹槽457的形状是从下部450的边缘向上(图示为向下)逐渐变窄，从而使插入齿轮轴的销(图3A中的元件347)可沿倾斜的槽壁被导引插入销孔360。

[0046] 根据本发明上述实施例的齿轮阀体可由烧结工艺制成，而不是用传统的固态钢加工方法制成。烧结工艺是指本领域熟知的一种将模具中的金属粉末在常温下通过压力成形的成形方法。因此，对该工艺的进一步详细介绍将在此省略。

[0047] 根据上述形状及结构，可知与现有技术相比，本发明齿轮阀体400具有一体成型的套筒，该套筒是用烧结工艺一体成型在花键431下以防止漏油，从而避免了通过铰孔或开槽再额外加工花键以及用于防止漏油的套筒的单独加工，并且也不需在齿轮阀体上加工相应的与套筒配合的部分以及压接组装套筒。这样可有效减少制造步骤及成本。

[0048] 虽然本发明上述实施例的各元件是被描述为单独动作的，但本发明并不限定于此，即可选择两个或更多的元件组成一组合来动作。如没有相反说明，本发明在描述或主张范围时所使用的术语如“包括”、“包含”、“具有”等，应被解释为非排他的，即可允许包含其它未明确说明的部件或元件。除非另有说明，所有使用的术语，包括技术或科学术语，应解释为等同于本领域常规技术人员通常所理解的相对物。字典中有定义的一般术语应依据相关技术来做相应解释，而不是理论上的或形式上的解释，除非本发明是这样清楚定义的。

[0049] 以上对本发明示例性实施例的描述仅用于说明目的。本领域的常规技术人员在不偏离本发明的范围与精神的情形下，可作出各种变更、附加及替换。因此，对本发明示例性实施例的描述不做应视为对本发明技术方案的限制或限定。因而，本发明的保护范围并不限于上述实施例，而是由所附权利要求或等同物加以限定。