专利名称：齿条导承和具有该齿条导承的齿条与小齿轮型的转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于支承汽车转向机构齿条的齿条导承以及具有该齿条导承 的齿条与小齿轮型的转向装置。
背景技术：
专利文件l: JP-A-2000-142428
齿条与小齿轮型的转向装置通常包括外壳、由该外壳转动地支承的小齿轮、具 有与该小齿轮啮合的齿条齿的齿条、设置在外壳内以便可滑动地支承齿条的齿条导 承、以及诸如弹簧那样的用来将该齿条导承压向齿条的弹性装置。
在如此一个齿条与小齿轮型的转向装置中，用来可滑动地支承转向操作中线性 移动的齿条的齿条导承，以非常小的缝隙(间隙)可滑动地配装在外壳内，使外壳 周边的内表面沿着垂直于齿条线性移动方向的一方向移动，由此避免齿条导承本身 的摆动。然而，由于齿条导承和外壳通常由金属形成，所以，当齿条导承相对于外 壳滑动时，所谓"同样组分的金属"可能出现在齿条导承和外壳之间。如果如此一 个"同样组分的金属"出现的话，那么由于摩擦阻力增加和粘滞磨损就会出现阻碍 齿条导承朝向齿条运动的问题。
因此，己经有人提出通过将弹性环配装在齿条导承上来消除齿条导承与外壳的 直接接触。采用基于如此一个建议的齿条与小齿轮型的转向装置，就有可能克服因 "同样组分的金属"引起的缺点。然而，由于配装在齿条导承上的弹性环完全地关 闭了起作外壳周边内表面和齿条导承之间空气通道作用的非常小的缝隙，当齿条导 承相对于外壳移动时，通过非常小缝隙实现的空气循环变得很困难，而外壳和齿条 导承端面之间的空间变成封闭的空气腔。由于该封闭的空气腔，出现齿条导承相对 于外壳快速运动受到阻碍的可能性。
发明内容
鉴于上述的方面，设计了本发明，其目的是提供一种能够克服由"同样组分的
金属"造成缺点的齿条导承，而且它能够不在外壳和齿条导承端面之间形成封闭的 空气腔，并因此能够允许齿条导承相对于外壳沿轴向方向快速移动且沿垂直于齿条 线性移动方向的方向瞬时响应，以及提供一种具有该齿条导承的齿条与小齿轮型的 转向装置。
根据本发明的齿条导承包括具有适于滑动地接触齿条的滑动表面的滑动件； 齿条导承基部本体，该齿条导承基部本体在其一个轴向端面处支承滑动件并具有位 于其外周缘表面处的环形槽；环形的弹性构件，该弹性构件配装在齿条导承基部本 体的环形槽内并适于在从齿条导承基部本体的外周缘表面中突出出来的外周缘表 面处接触齿条与小齿轮型的转向装置的外壳的内周缘表面；以及设置在齿条导承基 部本体内的连通装置，该连通装置具有的一端部在齿条导承基部本体的外周缘表面 处或一轴向端面处通向外壳的内部，而另一端部在齿条导承基部本体的另一轴向端 面处通向外壳的内部，这样，允许齿条导承基部本体的外周缘表面或一轴向端面的 一侧上的外壳的内部与齿条导承基部本体的另一轴向端面的一侧上的外壳的内部 连通，其中，环形弹性构件设置成接触连通装置的一端部和连通装置的另一端部之 间的外壳的内周缘表面，如轴向方向所示，连通装置的一端部在齿条导承基部^扭 的外周缘表面或一轴向端面处敞开，而连通装置的另一端部在齿条导承基部本体的 另一轴向端面处敞开。
根据本发明的齿条导承，由于配装在齿条导承基部本体的环形槽内的环形弹性 构件适于在其从齿条导承基部本体的外周缘表面突出的外周缘表面处接触齿条与 小齿轮型的转向装置的外壳的内周缘表面，这可消除齿条导承基部本体对外壳的直 接接触。此外，连通装置允许齿条导承基部本体的外周缘表面或一轴向端面侧上的 外壳的内部与齿条导承基部本体的另一轴向端面侧上的外壳的内部连通，该连通装 置设置在齿条导承基部本体内，其具有的一端部在齿条导承基部本体的外周缘表面 或一轴向端面处通向外壳的内部，而另一端部在齿条导承基部本体的另一轴向端面 处通向外壳的内部。此外，环形弹性构件设置成接触连通装置的一端部和连通装置 的另一端部之间的外壳的内周缘表面，如轴向方向所示，连通装置的一端部在tf条 导承基部本体的外周缘表面或一轴向端面处敞开，而连通装置的另一端部在齿条导 承基部本体的另一轴向端面处敞开。因此，被弹性构件划分的位于齿条导承基部本
体的外周缘表面或一轴向端面侧上的外壳内部以及位于齿条导承基部本体的另一 轴向端面侧上的外壳内部可彼此连通，由此在外壳和齿条导承另一轴向端面之间不 可能形成封闭的气腔。因此，根据本发明的齿条导承能够瞬时地响应沿垂直于齿条
的线性移动方向的方向的位移。
在一较佳的实例中，滑动件包括滑动件本体，该滑动件本体具有一表面上的滑 动表面和一体地设置在滑动件本体另一表面上的圆柱形突出部分，齿条导承基部本 体包括:设置在轴向端面上并适于支承滑动件本体的支承表面;大直径的凹陷部分， 该部分在支承表面的中心部分处敞开且具有的直径大于滑动件的突出部分的直径； 以及与大直径的凹陷部分连通的配装孔，滑动件的突出部分配装在该配装孔中。此 外，连通装置包括横向槽和垂直槽，横向槽被滑动件本体覆盖且在齿条导承基部 本体的外周缘表面或轴向端面处敞开，垂直槽被滑动件的突出部分覆盖且设置在形 成配装孔的齿条导承基部本体的环形壁表面上；环形空间，该环形空间在一侧上与 横向槽连通，而在另一侧上与垂直槽连通，该环形空间由形成大直径的凹陷部分的 齿条导承基部本体的环形壁表面以及滑动件的突出部分的外周缘表面所形成；以及 连通通道，该连通通道与配装孔连通并在齿条导承基部本体的另一轴向端面处敞 开。
根据这样一实例的齿条导承，在齿条导承基部本体由铝或诸如此类的材料用模 具铸造工艺进行制造的情形中，连通装置可通过仅准备模具就可容易地形成，该模 具具有除了大直径凹陷部分和配装孔之外还能同时形成横向槽和垂直槽的形状。因
此，能够大大地降低制造成本。
滑动件的突出部分可以是底部圆柱形的部分，其具有中空的圆柱形部分和一体 地设置在中空的圆柱形部分一端上的底部部分。或者，然而，滑动件的突出部分可 只包括没有底部部分的中空的圆柱形部分。在底部中空的圆柱形突出部分的情形 中，中空的圆柱形部分的内部可有利地用作为盛放润滑剂的容器。
连通装置还包括设置在连通通道和滑动件的突出部分的底部之间的内腔，在该 情形中，内腔可与一侧上的垂直槽连通并与另一侧上的连通通道连通。
较佳地是，齿条导承基部本体具有至少两个沿轴向方向间隔开的环形槽，在此
情形中，环形弹性构件可以分别配装在环形槽内。如果齿条导承基部本体具有这样
的至少两个环形槽，则可有利地抑制齿条导承基部本体的摆动。
根据本发明的齿条与小齿轮型的转向装置包括可转动的小齿轮；具有与小齿 轮啮合并可线性地移动的齿条齿的齿条；用于可转动地支承小齿轮的外壳；根据上
述诸方面中的任何一个方面的用来滑动地支承齿条的齿条导承；以及将齿条导承压 向小齿轮的弹性装置。
作为滑动件，合适地是采用诸如聚縮醛树脂或聚酰胺树脂之类的合成树脂材 料，或由钢板组成的多层材料，多微孔的烧结金属层一体地形成在该钢板上，以及 合成树脂层浸渍和涂敷在该多微孔的烧结金属层上并由诸如聚縮醛树脂或聚酰胺 树脂之类的合成树脂材料形成。尤其是，作为具有滑动件本体和底部中空的圆柱形 突出部分的滑动件，较佳地是采用通过使由如此多层的材料组成的板状材料经受压 力成形而一体形成的滑动件。
根据本发明，可提供这样一种齿条导承，其能够克服由"同样组分的金属"造 成缺点，而且它能够不在外壳和齿条导承端面之间形成封闭的空气腔，并因此能够 允许齿条导承沿轴向方向相对于外壳快速地移动，瞬时地响应于垂直于齿条线性移 动方向的方向的位移，以及提供一种具有该齿条导承的齿条与小齿轮型的转向装 置。
下面，参照附图中所示的优选实施例，详细地描述实施本发明的方式，应该指 出的是，本发明不局限于这些实施例。
图1是根据本发明的一优选实施例的解释性截面图； 图2是图1所示齿条导承的解释性截面图3是图2所示齿条导承的沿线Ill-Ill的箭头方向截取的截面图;
图4是图1所示齿条导承的平面图5是图1所示齿条导承基部本体的平面图6是图1所示齿条导承基部本体的立体图7是图1所示滑动件的平面图8是图1所示滑动件的侧视图9是根据本发明的另一优选实施例的立体图；以及 图IO是根据本发明的还有另一优选实施例的立体图。
具体实施例方式
在图1至8中，根据该实施例的齿条与小齿轮型的转向装置1由以下部件组成: 沿R方向转动的小齿轮2;齿条4,它的齿条齿3与小齿轮2啮合并沿A方向(垂 直于图1中图面的方向)线性地移动；可转动地支承小齿轮2的外壳5;可滑动地 支承齿条4的齿条导承6;以及将齿条导承6压向小齿轮2的弹性装置7。
借助于一对滚珠轴承12，将其上一体地设置小齿轮的小齿轮轴11支承在外壳
5上，以便沿R方向可转动，在转向操作中，该小齿轮轴ll适于沿R方向转动。 齿条4借助于小齿轮2沿R方向的转动通过小齿轮2和齿条齿3之间的啮合
而线性地沿A方向移动，该齿条4具有滑动表面15，该滑动表面设置在设有齿条
齿3的表面的相对侧上，且由半圆柱形凸表面构成。
齿条4所通过的外壳5包括附有滚珠轴承12的外壳本体部分16; —体地形成
在外壳本体部分16上并具有圆柱形内周缘表面17的中空圆柱形部分18;以及借
助于螺纹部分19用螺纹方式固定到中空圆柱形部分18 —端部上的盖部分20。通
过螺纹地固定到盖部分20上的锁定螺母21，盖部分20固定到中空圆柱形部分18上。
齿条导承6包括滑动件26，其适于滑动地接触齿条4的滑动表面15并具有由 半圆柱形凹陷表面构成的滑动表面25;齿条导承基部本体30，该基部本体沿垂直 于A方向的轴向方向B支承一端面27处的滑动件26，其还具有形成在外周缘表 面28上并沿轴向方向B间隔开的两个环形槽29; —对环形的弹性构件32，它们 由0形环或诸如此类的构件构成并对应地配装在齿条导承基部本体30的环形槽29 内，适于在从齿条导承基部本体30的外周缘表面28突出出来的外周缘表面31处 接触外壳5的中空圆柱形部分18的内周缘表面17;以及设置在齿条导承基部本体 30内的连通装置34，连通装置34在齿条导承基部本体30的外周缘表面28处具有 通向外壳5内部的一端部35，在沿齿条导承基部本体30的轴向方向B的另一端面 33处具有通向外壳5内部的另一端部36，这样，允许齿条导承基部本体30的外周 缘表面28侧上的外壳5内部与沿齿条导承基部本体30的轴向方向B的另一端面 33侧上的外壳5的内部连通。因此，两个环形的弹性构件32设置成接触连通装置 34的一端部35和连通装置34的另一端部36之间的外壳5的中空圆柱形部分18 的内周缘表面17，如轴向方向B所示，沿着齿条导承基部本体30的轴向方向B， 连通装置34的一端部35在齿条导承基部本体30的外周缘表面28处敞开，而连通 装置34的另一端部36在另一端面处敞开。
滑动件26由薄钢板形成，多微孔的烧结金属层一体地形成在该薄钢板上，涂 敷合成树脂层，并用该合成树脂浸渍该多微孔的烧结金属层，其合成树脂层侧构成 了可滑动的表面25，所述滑动件26包括滑动件本体41，其形成为弧形板的现状并 在一表面上具有可滑动表面25，以及一体地设置在另一表面42上的底部圆柱形突 出部分43，所述表面42是滑动件本体41的可滑动表面25的相对表面。突出都分 43具有中空的圆柱形部分44和一体地设置在中空的圆柱形部分44的一端上的底
部45。
齿条导承基部本体30设置在外壳5的中空圆柱形部分18内并整体地由铝等材 料形成，除了环形槽29之外，该齿条导承基部本体30还包括沿轴向方向B设置 在一端面27上并适于支承滑动件本体41的支承表面51;大直径的凹陷部分52， 其在支承表面51的中心部分处敞开并具有比突出部分43的中空的圆柱形部分44 的直径大的直径；配装孔53，其与大直径的凹陷部分52连通，滑动件26的突出 部分43的中空的圆柱形部分44紧密地配装在该孔53内；与配装孔53连通并具有 比配装孔53小的直径的小直径孔54;凹陷部分55，其与小直径孔54连通并沿齿 条导承基部本体30的轴向方向B在另一端面33处敞开；以及四个沿支承表面51 的A方向一体地设置在两个边缘部分上保持突出部56。
由半圆柱形凹陷表面构成的支承表面51与表面42接触，该表面42是滑动件 本体41的半圆柱形的凸表面。
包围滑动件本体41的四个保持突出部56适于配合滑动件本体41的边缘，以 防止滑动件本体41相对于包围表面51发生位置偏移。
除了支承表面51之外，齿条导承基部本体30的一端面27还包括一对继续到 支承表面51的新月牙形的端面57。齿条导承基部本体30的外周缘表面28具有一 对沿A方向彼此相对的平的外表面61，以及一对继续到平的外表面61且各设置在 该对平的外表面61之间的圆柱形表面62。该对平的外表面61中的每个表面沿轴 向方向B被环形槽29划分开，而每一平的外表面61具有继续到支承表面51的边 缘部分平的外表面63，该边缘部分平的外表面63位于通过台阶部分64的平的外 表面61的其余部分内(在大直径凹陷部分52侧上)。该对圆柱形表面62中的每个 表面也沿轴向方向B被环形槽29划分开。在每一圆柱形表面62内，环形槽29和 端面27之间的圆柱形表面65具有梯形的圆柱形表面67，其中，形成多个平行于 环形槽29延伸的保持槽66以保持诸如油脂之类的润滑油，以及通过台阶形部分 68位于圆柱形表面67内的边缘部分圆柱形表面69。齿条导承基部本体30的端面 33具有环形的形状。
连通装置34包括一对横向槽75，它们被滑动件本体41覆盖并在齿条导承基 部本体30的外周缘表面28的每个边缘部分平的外表面63处通向到外壳5的内部; 一对垂直槽77，它们被滑动件26的突出部分43的中空的圆柱形部分44覆盖并设 置在形成配装孔53的齿条导承基部本体30的环形壁表面76上；环形空间80，其 在一侧上与横向槽75连通，在另一侧上与垂直槽77连通，且其由形成大直径凹陷
部分52的齿条导承基部本体30的环形壁表面78以及突出部分43的中空的圆柱形 部分44的外周缘表面79形成；连通通道81，其与配装孔53连通并在沿齿条导承 基部本体30的轴向方向B的另一端面33处通向外壳5的内部；以及设置在连通 通道81和配装孔53内的滑动件26的突出部分43的底部45之间的内腔82。
一横向槽75设置在齿条导承基部本体30的支承表面51内，这样，沿A方向 它的一端部35在边缘部分平的外表面63处通向外壳5的内部，且沿A方向它的 另一端部在环形壁表面78处通向环形空间80。另一横向槽75设置在齿条导承基 部本体30的支承表面51内，这样，沿A方向它的一端部35在另一边缘部分平的 外表面63处通向外壳5的内部，且沿A方向它的另一端部在环形壁表面78处通 向环形空间80。成对的垂直槽77沿A方向彼此面对面地布置。形成在小直径孔 54和配装孔53内的滑动件26的突出部分43的底部45之间的内腔82与一侧上的 垂直槽77以及另一侧上的连通通道81连通。连通通道81由与内腔82连通的小直 径孔54和与小直径孔54连通并具有端部36的凹陷部分55构成。
弹性装置7具有盘簧86，其在齿条导承基部本体30和盖部分20之间设置成 被压縮，使其一端接触形成凹陷部分55的齿条导承基部本体30的环形面85，而 其另一端接触盖部分20。盘簧86弹性地压迫滑动件26的可滑动表面25，借助于 齿条导承基部本体30抵靠齿条4的滑动表面15。
在上述齿条与小齿轮型的转向装置1中，当小齿轮轴11在转向操作中沿R方 向转动时，齿条4通过小齿轮2和齿条齿3之间的啮合而沿A方向线性地移动。 其结果，转向操作可传递到连接到齿条4的汽车轮子上。在齿条与小齿轮型的转向 装置1中，通过与齿条4在其滑动表面25处的滑动表面15接触，齿条导承6适于 导向齿条4沿A方向的线性运动，并适于通过弹性装置7的弹力确保小齿轮2 :和 齿条齿3之间的啮合。此外，随着齿条4沿轴向方向B的非常小的位移，并伴随 弹性装置7的伸长和收縮，齿条导承6适于沿轴向方向B移动。
顺便要提及的是，根据上述的齿条导承6,由于配装在齿条导承基部本体30 的环形槽29内的环形弹性构件32适于在其从齿条导承基部本体30的外周缘表面 28突出的外周缘表面31处接触外壳5的内周缘表面17，这可消除齿条导承基部本 体30对外壳5的直接接触。其结果，能够克服由"同样组分的金属"造成的缺点。 此外，连通装置34允许齿条导承基部本体30的外周缘表面28侧上的外壳5的内 部，即，内周缘表面17和圆柱形表面65之间的环形空间91，与沿齿条导承基部 本体30的轴向方向B的端面33侧上的外壳5的内部连通，即，与端面33和盖部分20之间的空间92连通。此外，两个环形的弹性构件32设置成接触连通装置34 的一端部35和连通装置34的另一端部36之间的外壳5的中空圆柱形部分18的内 周缘表面17，如轴向方向B所示，沿着齿条导承基部本体30的轴向方向B，连通 装置34的一端部35在齿条导承基部本体30的外周缘表面28处敞开，而连通装置 34的另一端部36在另一端面33处敞开。因此，被弹性构件32划分的外壳5内的 环形空间91和空间92可彼此连通，由此沿齿条导承6的轴向方向B在外壳5的 盖部分20和端面33之间不可能形成密封的封闭的气腔。因此，随着齿条4沿轴向 方向B的非常小的位移，齿条导承6沿轴向方向B相对于外壳5的中空圆柱形部 分18瞬时地移动成为可能。因此，能够始终确保小齿轮2和齿条齿3之间紧密的 啮合，由此，就有可能消除因小齿轮2和齿条齿3之间的齿碰撞引起的异常噪音。
在根据该实施例的齿条导承6中，齿条导承6设置有横向槽75和垂直槽77， 它们各自成对地设置，横向槽75和垂直槽77可以分别是一个或三个或更多个。此 外，尽管每一横向槽75做成在边缘部分平的外表面63处通向外壳5的内部，但取 而代之或除其之外的话，每一横向槽75还可做成沿轴向方向B在一端面27的新 月牙形的端面57处通向外壳5的内部。
上述齿条导承基部本体30的外周缘表面28具有沿A方向彼此相对的成对的 平的外表面61，因此，在用模具铸造工艺由铝或诸如此类的材料制造齿条导承基 部本体30的情形中，由于浇口通道端部设置在模具对应于如此平的外表面61的部 分处，即使由浇口通道形成的浇口在铸造之后被割去而留下小的切割残余(突出 部)，如此的切割残余也可做得不从由圆柱形表面62形成的虚线圆中伸出。然而， 在本发明中，齿条导承基部本体30可以是具有外周缘表面28的一本体，其不设置 有成对的平的外表面61并由圆周向延伸的圆柱形表面62构成，如图IO所示。
权利要求
1.一种齿条导承，包括具有适于滑动地接触齿条的滑动表面的滑动件；齿条导承基部本体，该齿条导承基部本体在其一个轴向端面处支承所述滑动件并具有位于其外周缘表面处的环形槽；环形的弹性构件，该弹性构件配装在所述齿条导承基部本体的所述环形槽内并适于在从所述齿条导承基部本体的所述外周缘表面中突出的外周缘表面处接触齿条与小齿轮型的转向装置的外壳的内周缘表面；以及设置在所述齿条导承基部本体内的连通装置，该连通装置的一端部在所述齿条导承基部本体的所述外周缘表面处或所述一个轴向端面处通向所述外壳的内部，而另一端部在所述齿条导承基部本体的另一轴向端面处通向所述外壳的内部，这样，允许所述齿条导承基部本体的所述外周缘表面或所述一个轴向端面的一侧上的所述外壳的内部与所述齿条导承基部本体的所述另一轴向端面的一侧上的所述外壳的内部连通，所述环形弹性构件设置成接触所述连通装置的所述一端部和所述连通装置的所述另一端部之间的所述外壳的所述内周缘表面，沿轴向方向观察，所述连通装置的所述一端部在所述齿条导承基部本体的所述外周缘表面或所述一个轴向端面处敞开，而所述连通装置的所述另一端部在所述齿条导承基部本体的所述另一轴向端面处敞开。
2. 如权利要求1所述的齿条导承，其特征在于，所述滑动件包括滑动件本体， 该滑动件本体具有位于一表面上的滑动表面和一体地设置在所述滑动件本体另一 表面上的圆柱形突出部分，所述齿条导承基部本体包括设置在所述一个轴向端面 上并适于支承所述滑动件本体的支承表面；大直径的凹陷部分，该部分在所述支承 表面的中心部分处敞开且其直径大于所述滑动件的所述突出部分的直径；以及与所 述大直径的凹陷部分连通的配装孔，所述滑动件的所述突出部分配装在该配装孔 中，所述连通装置包括横向槽，所述横向槽被所述滑动件本体覆盖且在所述齿条 导承基部本体的所述外周缘表面或所述一个轴向端面处敞开；垂直槽，所述垂直槽 被所述滑动件的所述突出部分覆盖且设置在形成所述配装孔的所述齿条导承基部 本体的环形壁表面上；环形空间，该环形空间在一侧上与所述横向槽连通，而在另一侧上与所述垂直槽连通，该环形空间由形成所述大直径的凹陷部分的所述齿条导 承基部本体的环形壁表面以及所述滑动件的所述突出部分的外周缘表面所形成；以 及连通通道，该连通通道与所述配装孔连通并在所述齿条导承基部本体的所述另一 轴向端面处敞开。
3. 如权利要求2所述的齿条导承，其特征在于，所述连通装置还包括设置在所 述连通通道和所述滑动件的所述突出部分的底部之间的内腔，所述内腔在一侧上与 所述垂直槽连通并在另一侧上与所述连通通道连通。
4. 如权利要求1至3中任何一项所述的齿条导承，其特征在于，所述齿条导承 基部本体具有至少两个沿轴向方向间隔开的环形槽以作为所述环形槽，环形弹性构件分别配装在所述环形槽内。
5. —种齿条与小齿轮型的转向装置，包括-可转动的小齿轮；齿条，所述齿条具有与所述小齿轮啮合的齿条齿并线性地移动； 外壳，所述外壳用来可转动地支承所述小齿轮；如权利要求1至4中任何一项所述的齿条导承，所述齿条导承用来可滑动地支 承所述齿条；以及弹性装置，所述弹性装置用来将所述齿条导承压向所述小齿轮。
全文摘要
一种齿条与小齿轮型的转向装置(1)包括可沿R方向转动的小齿轮(2)、具有与小齿轮(2)啮合的齿条齿(3)并可沿A方向线性地移动的齿条(4)、用于可转动地支承小齿轮(2)的外壳(5)、用来滑动地支承齿条(4)的齿条导承(6)，以及将齿条导承(6)压向小齿轮(2)的弹性装置(7)。
文档编号B62D3/00GK101180199SQ200680017371
公开日2008年5月14日 申请日期2006年5月17日 优先权日2005年5月18日
发明者久住美朗, 佐藤信幸, 广濑雅彦, 志村雅生, 桥本昌明 申请人:株式会社捷太格特;奥依列斯工业株式会社