专利名称：齿条齿轮式转向装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及转向装置，尤其涉及通过与小齿轮啮合的齿条将转向盘所赋予的操纵カ传送到车轮侧的齿条齿轮式转向装置。
背景技术：
具有通过与小齿轮啮合的齿条将转向盘的操纵转矩传送到车轮侧的齿条齿轮式转向装置。另外，存在下述齿条齿轮式转向装置具有操纵カ辅助装置(电动动カ转向装置)，该操纵カ辅助装置检测转向盘的操纵转矩，辅助转向盘所赋予的操纵力，通过与小齿轮啮合的齿条传送到车轮侧，从而轻便地进行转向盘的操作。作为这种转向装置，存在专利文献I、专利文献2所公开的齿条齿轮式转向装置。图10是表示现有的齿条齿轮式转向装置的整体的立体图，图11是图10的小齿轮轴的主视图，图12是表示施加在图10的小齿轮轴上的负荷的立体图。如图10、图11所示，小齿轮轴I在比其轴向的大致中间位置靠下方形成有小齿轮4，在小齿轮4的上端形成有直径比小齿轮4的齿根圆直径Dl大的大直径轴部11。另外，在小齿轮4的下端形成有直径比小齿轮4的齿根圆直径Dl小的小直径轴部12。大直径轴部11被滚珠轴承(第一轴承)21轴支撑在壳体3上。安装在大直径轴部11上端的环状槽13上而紧固的紧固环22在与小齿轮4的上端面41之间夹入滚珠轴承21的内环。另外，滚珠轴承21的外环被插入形成在壳体3上的轴承孔31中，利用安装在该轴承孔31的开ロ侧的环状槽32上的扣环23不能在轴向上移动地固定在壳体3上。就小齿轮4的齿根43而言，小齿轮4的下端面42 (小直径轴部12)侧贯穿加工到齿根圆直径D1。另外，小齿轮4的上端面41 (大直径轴部11)侧的齿根43的与滚刀的曲率半径同一直径Rl的上挖部(第一上挖部)44(小齿轮4的齿形加工时的滚刀的退刀部分)形成在比上端面41靠下側。因此，上挖部44的終端形成为直径与小齿轮4的齿顶圆直径D2相同。就小直径轴部12的外径尺寸而言，在齿形加工时利用滚刀进行贯穿加工时，为了避免滚刀和小直径轴部12的外周的干渉，形成为比小齿轮4的齿根圆直径Dl小。该小直径轴部12被滚针轴承(第二轴承)24轴支撑在形成于壳体3的下方的轴承孔33中。这样，小齿轮轴I利用滚珠轴承21及滚针轴承24在轴向及径向上被支撑在壳体3上。小齿轮轴I的上端通过未图示的转向轴连接在转向盘上。若操作转向盘，则其操纵カ传送到小齿轮轴I。小齿轮轴I的旋转通过小齿轮4传送到齿条5，通过与齿条5连接的未图不的转向横拉杆改变车轮的方向。为了使小齿轮4的旋转顺畅地传送到齿条5,小齿轮4的齿形成为相对于小齿轮轴I的轴心具有预定的螺旋角的螺旋齿轮。齿条导板6总是利用调整罩62将推压座61向齿条5的背面推压。调整罩62通过螺旋弹簧63对推压座61加力，将推压座61向齿条5的背面推。由此，消除小齿轮4和齿条5的啮合部的间隙，齿条5顺畅地移动。[0010]如图12所示，当转向盘的操纵カ传送到齿条5上吋，轴向负荷P1、径向负荷P2、切线负荷P3这三种负荷施加在小齿轮4上。径向负荷P2和切线负荷P3由滚珠轴承21及滚针轴承24和壳体3支撑。但是，轴向负荷Pl只由滚珠轴承21和扣环23支撑。因此，若较大的轴向负荷Pl作用而导致扣环23脱离或破损，则由于小齿轮轴I在轴向上移动，因此无法支撑轴向负荷。尤其在柱式的电动动カ转向装置等中，难以适用于高输出类型。专利文献I的齿条齿轮式转向装置用于防止在滚珠轴承和扣环之间产生异常声音，不是防止由于扣环的脱离或破损而产生的小齿轮轴的轴向移动的装置。专利文献2的齿条齿轮式转向装置为了防止支撑滚珠轴承的轴向负荷的螺纹罩的松动，在滚珠轴承的外环形成槽。但是，由于滚珠轴承的外环形状为特殊形状，因此滚珠轴承的制造成本上升。现有技术文献专利文献I :日本特开2010-038254号公报专利文献2 :日本特开2010-031915号公报
实用新型内容本实用新型的课题在于提供即使支撑小齿轮轴的轴向负荷的扣环脱离或破损，也能限制小齿轮轴在轴向上移动的齿条齿轮式转向装置。上述课题由以下方法解決。即，第一实用新型是齿条齿轮式转向装置，其特征在于，形成有壳体；小齿轮轴，其能旋转地轴支撑在上述壳体上，并将转向盘的操纵カ传送到该小齿轮轴的一端；形成在上述小齿轮轴的另一端上的小齿轮；与上述小齿轮啮合，且将操纵力传送到车轮侧的齿条；在上述小齿轮的一端形成为直径比小齿轮的齿根圆直径大的大直径轴部；将上述大直径轴部能旋转地轴支撑在上述壳体上的第一轴承；在上述小齿轮的另一端上形成为直径比小齿轮的齿根圆直径小的小直径轴部；将上述小直径轴部能旋转地轴支撑在上述壳体上的第二轴承；形成在上述小齿轮的大直径轴部侧的齿根上的第一上挖部；以及形成在上述小齿轮的小直径轴部侧的齿根上的第二上挖部。第二实用新型在第一实用新型的齿条齿轮式转向装置的基础上，其特征在于，上述第一上挖部及第ニ上挖部的終端形成为直径与上述小齿轮的齿顶圆直径相同。第三实用新型在第一实用新型的齿条齿轮式转向装置的基础上，其特征在于，上述第一上挖部的終端形成为直径与上述小齿轮的齿顶圆直径相同，上述第二上挖部的終端形成为直径比上述小齿轮的齿顶圆直径小，且比上述齿条的齿顶大。第四实用新型在第二实用新型或第三实用新型的齿条齿轮式转向装置的基础上，其特征在于，上述小齿轮轴由于施加在上述小齿轮上的轴向负荷而向第一轴承侧移动，直到上述齿条的外周面与第二上挖部抵接的轴向的长度形成为比上述第二轴承轴支撑上述小直径轴部的轴向的长度小。本实用新型的效果如下。本实用新型的齿条齿轮式转向装置包括在小齿轮的一端形成为直径比小齿轮的齿根圆直径大的大直径轴部；将大直径轴部能旋转地轴支撑在壳体上的第一轴承；在小齿轮的另一端形成为直径比小齿轮的齿根圆直径小的小直径轴部；将小直径轴部能旋转地轴支撑在壳体上的第二轴承；形成在小齿轮的大直径轴部侧的齿根上的第一上挖部；以及形成在小齿轮的小直径轴部侧的齿根上的第二上挖部。因此，若较大的轴向负荷施加在小齿轮上，扣环脱离或破损，则小齿轮在轴向上移动。于是，形成在小齿轮的小直径轴部侧的齿根上的第二上挖部与齿条的外周面抵接，由于小齿轮未在轴向上继续移动，因此能够支撑轴向负荷，能够维持齿条齿轮式转向装置的预定的性能。
图I是表示本实用新型的齿条齿轮式转向装置的整体的立体图。图2是表示本实用新型的实施例一的齿条齿轮式转向装置的纵剖视图。图3是图2的小齿轮轴的主视图。图4是表示本实用新型的实施例二的齿条齿轮式转向装置的纵剖视图。
·[0028]图5是图4的小齿轮轴的主视图。图6是图4的P部放大剖视图。图7是表示本实用新型的实施例三的齿条齿轮式转向装置的纵剖视图。图8是图7的Q部放大剖视图。图9是图7的齿条单体的主视图。图10是表示现有的齿条齿轮式转向装置的整体的立体图。图11是图10的小齿轮轴的主视图。图12是表示施加在图10的小齿轮轴上的负荷的立体图。图中:101-转向盘，102-马达，103-转向设备，104-转向横拉杆，105-柱，106-中间轴，107-辅助装置(操纵辅助部)，108-输出轴，109A、109B-万向联轴器，1_小齿轮轴，11-大直径轴部，12-小直径轴部，13-环状槽，21-滚珠轴承(第一轴承)，22_紧固环，23-扣环，24-滚针轴承(第二轴承)，3-壳体，31-轴承孔，32-环状槽，33-轴承孔，4-小齿轮，41-上端面，42-下端面，43-齿根，44-上挖部(第一上挖部)，45-上挖部(第二上挖部)，5-齿条，51-外周面，52-齿顶，53-平面部，6-齿条导板，61-推压座，62-调整罩，63-螺旋弹簧。
具体实施方式
下面，根据附图说明本实用新型的实施例一至实施例三。实施例一图I是表示本实用新型的齿条齿轮式转向装置的整体的立体图，图2是表示本实用新型的实施例一的齿条齿轮式转向装置的纵剖视图，图3是图2的小齿轮轴的主视图。如图I所示，本实用新型的齿条齿轮式转向装置是柱辅助型齿条齿轮式动力转向装置。是下述方式的动力转向装置为了减小转向盘101的操作力，在转向轴上施加安装在柱105的中间部的马达102的操纵辅助力，通过中间轴106，使齿条齿轮式转向设备103的齿条往复移动，通过转向横拉杆104操纵车辆。从用于对转向轴施加辅助转矩的辅助装置(操纵辅助部)107的车身前方侧端面突出的输出轴108通过万向联轴器(上侧万向联轴器)109A连接在中间轴106的后端部。另外，在该中间轴106的前端部通过另一万向联轴器(下侧万向联轴器)109B连接转向设备103的小齿轮轴I。如图2、图3所示，在图I中说明的小齿轮轴I在比其轴向的大致中间位置靠下方形成有小齿轮4，在小齿轮4的上端形成有直径比小齿轮4的齿根圆直径Dl大的大直径轴部11。另外，在小齿轮4的下端形成有直径比小齿轮4的齿根圆直径Dl小的小直径轴部12。大直径轴部11被滚珠轴承(第一轴承)21轴支撑在壳体3上。安装在大直径轴 部11上端的环状槽13上而紧固的紧固环22在与小齿轮4的上端面41之间夹入滚珠轴承21的内环。另外，滚珠轴承21的外环被插入形成在壳体3上的轴承孔31中，利用安装在该轴承孔31的开口侧的环状槽32上的扣环23在轴向上不能移动地固定在壳体3上。小齿轮4的上端面41 (大直径轴部11)侧的齿根43的与滚刀的曲率半径同一直径Rl的上挖部(第一上挖部)44 (小齿轮4的齿形加工时的滚刀的退刀部分)形成在比上端面41靠下侧。另外，小齿轮4的下端面42 (小直径轴部12)侧的齿根43的与滚刀的曲率半径同一半径Rl的上挖部(第二上挖部)45形成在比下端面42靠上侧。因此，上挖部44,45的终端形成为直径与小齿轮4的齿顶圆直径D2相同。小直径轴部12的外径尺寸形成为比小齿轮4的齿根圆直径Dl小。该小直径轴部12被滚针轴承(第二轴承)24轴支撑在形成在壳体3的下方的轴承孔33中。这样，小齿轮轴I利用滚珠轴承21及滚针轴承24在轴向及径向上被支撑在壳体3上。小齿轮轴I的上端通过图I的万向联轴器109B、中间轴106连接在转向盘101上。若操作转向盘101，则马达102的操纵辅助力所赋予的操纵力传送到小齿轮轴I上。小齿轮轴I的旋转通过小齿轮4传送到齿条5，通过与齿条5连接的图I的转向横拉杆104改变车轮的方向。为了将小齿轮4的旋转顺畅地传送到齿条5,小齿轮4的齿形成为相对于小齿轮轴I的轴心具有预定的螺旋角的螺旋齿轮。齿条导板6总是利用调整罩62将推压座61向齿条5的背面推。调整罩62通过螺旋弹簧63对推压座61加力，将推压座61向齿条5的背面推。由此，消除小齿轮4和齿条5的啮合部的间隙，齿条5顺畅地移动。如图11所示，转向盘101的操纵力传送到齿条5，较大的轴向负荷Pl施加在小齿轮4上，若扣环23脱离或破损，则小齿轮轴I向图I、图2的轴向的上方移动。于是，由于小齿轮4的下端面42侧的上挖部45与齿条5的外周面51抵接，小齿轮轴I没有在轴向上继续移动，因此能够支撑轴向负荷，能够维持齿条齿轮式转向装置的预定的性能。另外，若上挖部45与齿条5的外周面51抵接，则产生异常声音，因此能够通知驾驶员有异常。在本实用新型的实施例一中，在小齿轮4的小直径轴部12侧的齿根43上形成上挖部45，由于只要将上挖部45的终端形成为直径与小齿轮4的齿顶圆直径D2相同即可，因此能够将制造成本的上升抑制得小。实施例二接着，对本实用新型的实施例二进行说明。图4是表示本实用新型的实施例二的齿条齿轮式转向装置的纵剖视图，图5是图4的小齿轮轴的主视图，图6是图4的P部放大剖视图。在以下的说明中，只对与上述实施例不同的结构部分进行说明，省略重复的说明。另外，对同一部件标注同一编号进行说明。实施例二是实施例一的变形例，是将实施例一的上挖部45的终端的直径形成为比实施例一小的例子。如图4 图6所示，小齿轮轴I在比其轴向的大致中间位置靠下方形成有小齿轮4，在小齿轮4的上端形成有直径比小齿轮4的齿根圆直径Dl大的大直径轴部11。另外，在小齿轮4的下端形成有直径比小齿轮4的齿根圆直径Dl小的小直径轴部12。大直径轴部11被滚珠轴承(第一轴承)21轴支撑在壳体3上。安装在大直径轴部11上端的环状槽13上而被紧固的紧固环22在与小齿轮4的上端面41之间夹入滚珠轴承21的内环。另外，滚珠轴承21的外环被插入形成在壳体3上的轴承孔31中，利用安装在该轴承孔31的开口侧的环状槽32上的扣环23在轴向上不能移动地固定在壳体3上。小齿轮4的上端面41 (大直径轴部11)侧的齿根43的与滚刀的曲率半径同一半径Rl的上挖部(第一上挖部)44 (小齿轮4的齿形加工时的滚刀的退刀部分)形成在比上 端面41靠下侧。上挖部44的终端形成为直径与小齿轮4的齿顶圆直径D2相同。另外，小齿轮4的下端面42 (小直径轴部12)侧的齿根43的与滚刀的曲率半径同一半径Rl的上挖部(第二上挖部)45比下端面42向下侧延伸地形成，上挖部45的终端形成为大直径，但直径比小齿轮4的齿顶圆直径D2小，与齿条5的齿顶52相比，大图6的长度L。小直径轴部12的外径尺寸形成为比小齿轮4的齿根圆直径Dl小。该小直径轴部12被滚针轴承(第二轴承)24轴支撑在形成在壳体3的下方的轴承孔33中。这样，小齿轮轴I利用滚珠轴承21及滚针轴承24在轴向及径向上被支撑在壳体3上。小齿轮轴I的上端通过图I的万向联轴器109B、中间轴106连接在转向盘101上。若操作转向盘101，则马达102的操纵辅助力所赋予的操纵力传送到小齿轮轴I。小齿轮轴I的旋转通过小齿轮4传送到齿条5，通过与齿条5连接的图I的转向横拉杆104改变车轮的方向。为了顺畅地将小齿轮4的旋转传送到齿条5,小齿轮4的齿形成为相对于小齿轮轴I的轴心具有预定的螺旋角的螺旋齿轮。齿条导板6利用调整罩62总是将推压座61向齿条5的背面推。调整罩62通过螺旋弹簧63对推压座61加力，将推压座61向齿条5的背面推。由此，消除小齿轮4和齿条5的啮合部的间隙，齿条5顺畅地移动。如图11所示，若转向盘101的操纵力传送到齿条5，较大的轴向负荷Pl施加在小齿轮4上，扣环23脱离或破损，则小齿轮轴I向图4 图6的轴向上方移动。于是，小齿轮4的下端面42侧的上挖部45与齿条5的外周面51抵接，由于小齿轮轴I不会在轴向上继续移动，因此能够支撑轴向负荷，能够维持齿条齿轮式转向装置的预定的性能。另外，当上挖部45与齿条5的外周面51抵接时，由于产生异常声音，因此能够通知驾驶员产生异常。在本实用新型的实施例二中，在小齿轮4的小直径轴部12侧的齿根43上形成上挖部45，只要将上挖部45的终端形成为直径比小齿轮4的齿顶圆直径D2小，且比齿条5的齿顶52大即可，因此能够将制造成本的上升抑制得小。实施例三接着，对本实用新型的实施例三进行说明。图I是表示本实用新型的实施例三的齿条齿轮式转向装置的纵剖视图，图8是图7的Q部放大剖视图，图9是图7的齿条单体的主视图。在以下的说明中，只对与上述实施例不同的结构部分进行说明，省略重复的说明。另外，对同一部件标注同一编号进行说明。实施例三是实施例一的变形例，是在小齿轮轴由于施加在小齿轮上的轴向负荷而向第一轴承侧移动时，小直径轴部不会从第二轴承脱离的例子。如图7、图8所示，小齿轮轴I在比其轴心的大致中间位置靠下方形成有小齿轮4，在小齿轮4的上端形成有直径比小齿轮4的齿根圆直径Dl大的大直径轴部11。另外，在小齿轮4的下端形成有直径比小齿轮4的齿根圆直径Dl小的小直径轴部12。大直径轴部11被滚珠轴承(第一轴承)21轴支撑在壳体3上。安装在大直径轴部11上端的环状槽13而被紧固的紧固环22在与小齿轮4的上端面41之间夹入滚珠轴承21的内环。另外，滚珠轴承21的外环被插入形成在壳体3上的轴承孔31中，利用安装在该轴承孔31的开口侧的环状槽32上的扣环23不能在轴向上移动地固定在壳体3上。小齿轮4的上端面41 (大直径轴部11)侧的齿根43的与滚刀的曲率半径同一直*径Rl的上挖部(第一上挖部)44 (小齿轮4的齿形加工时的滚刀的退刀部分)形成在比上端面41靠下侧。另外，小齿轮4的下端面42(小直径轴部12)侧的齿根43的与滚刀的曲率半径同一半径Rl的上挖部(第二上挖部)45形成在比下端面42靠上侧。因此，上挖部44、45的终端形成为直径与小齿轮4的齿顶圆直径D2相同。如图9所示，在齿条5的齿条齿的左端部形成有延长齿条齿的齿根的平面部53。在以该平面部53接近小齿轮轴I的轴心位置的方式对齿条5的轴向位置进行定位后，将小齿轮轴I插入壳体3中而组装。小直径轴部12的外径尺寸形成为比小齿轮4的齿根圆直径Dl小。该小直径轴部12被滚针轴承(第二轴承)24轴支撑在形成在壳体3的下方的轴承孔33中。这样，小齿轮轴I利用滚珠轴承21及滚针轴承24在轴向及径向上被支撑在壳体3上。小齿轮轴I的上端通过图I的万向联轴器109B、中间轴106连接在转向盘101上。若操作转向盘101，则马达102的操纵辅助力所赋予的操纵力传送到小齿轮轴I上。小齿轮轴I的旋转通过小齿轮4传送到齿条5，通过与齿条5连接的图I的转向横拉杆104改变车轮的方向。为了将小齿轮4的旋转顺畅地传送到齿条5,小齿轮4的齿形成为相对于小齿轮轴I的轴心具有预定的螺旋角的螺旋齿轮。齿条导板6总是利用调整罩62将推压座61向齿条5的背面推。调整罩62通过螺旋弹簧63对推压座61加力，将推压座61向齿条5的背面推。由此，消除小齿轮4和齿条5的啮合部的间隙，齿条5顺畅地移动。如图12所示，若转向盘101的操纵力传送到齿条5，较大的轴向负荷Pl施加在小齿轮4上，扣环23脱离或破损，则小齿轮轴I向图7、图8的轴向的上方移动。于是，小齿轮4的下端面42侧的上挖部45与齿条5的外周面51抵接，小齿轮轴I没有在轴向上继续移动。另外，若上挖部45与齿条5的外周面51抵接，则产生异常声音，因此能够通知驾驶员有异常。如图8所示，将直到齿条5的外周面51与小齿轮4的下端面42侧的上挖部45抵接的轴向的长度设为0 1。另外，将滚针轴承24轴支撑小直径轴部12的轴向的长度设为& 2。由于该P I形成为比P 2小，因此即使小齿轮轴I向轴向的上方移动，小直径轴部12也不会从滚针轴承24脱离。因此，由于小齿轮轴I总是由滚珠轴承21和滚针轴承24的双方轴支撑，因此能够维持齿条齿轮 式转向装置的预定的性能。
权利要求1.ー种齿条齿轮式转向装置，其特征在于，形成有 壳体； 小齿轮轴，其能旋转地轴支撑在上述壳体上，并将转向盘的操纵カ传送到该小齿轮轴的一端; 形成在上述小齿轮轴的另一端上的小齿轮； 与上述小齿轮啮合，且将操纵カ传送到车轮侧的齿条； 在上述小齿轮的一端形成为直径比小齿轮的齿根圆直径大的大直径轴部； 将上述大直径轴部能旋转地轴支撑在上述壳体上的第一轴承； 在上述小齿轮的另一端上形成为直径比小齿轮的齿根圆直径小的小直径轴部； 将上述小直径轴部能旋转地轴支撑在上述壳体上的第二轴承； 形成在上述小齿轮的大直径轴部侧的齿根上的第一上挖部；以及 形成在上述小齿轮的小直径轴部侧的齿根上的第二上挖部。
2.根据权利要求I所述的齿条齿轮式转向装置，其特征在干， 上述第一上挖部及第ニ上挖部的終端形成为直径与上述小齿轮的齿顶圆直径相同。
3.根据权利要求I所述的齿条齿轮式转向装置，其特征在干， 上述第一上挖部的終端形成为直径与上述小齿轮的齿顶圆直径相同， 上述第二上挖部的終端形成为直径比上述小齿轮的齿顶圆直径小，且比上述齿条的齿顶大。
4.根据权利要求2或3所述的齿条齿轮式转向装置，其特征在干， 上述小齿轮轴由于施加在上述小齿轮上的轴向负荷而向第一轴承侧移动，直到上述齿条的外周面与第二上挖部抵接的轴向的长度形成为比上述第二轴承轴支撑上述小直径轴部的轴向的长度小。
专利摘要本实用新型提供即使支撑小齿轮轴的轴向负荷的扣环脱落或破损，也能限制小齿轮轴在轴向上移动的齿条齿轮式转向装置。若扣环(23)脱离或破损，则小齿轮轴(1)向轴向的上方移动。于是，小齿轮(4)的下端面(42)侧的上挖部(45)与齿条(5)的外周面(51)抵接，由于小齿轮轴(1)没有在轴向上继续移动，因此能够支撑轴向负荷，能够维持齿条齿轮式转向装置的预定的性能。
文档编号B62D3/12GK202429241SQ201120531209
公开日2012年9月12日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年1月21日
发明者相泽寿幸 申请人:日本精工株式会社